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Schlussbericht
No full textBohrspülungen erfüllen beim Bohren zentrale Funktionen, insbesondere die Druckkontrolle, Kühlung und Schmierung des Bohrkopfes sowie den effizienten Austrag von Bohrklein zur Maximierung der Bohrgeschwindigkeit (Rate of Penetration, ROP). Hierfür sind ausgeprägte scherverdünnende Eigenschaften erforderlich: hohe Viskosität bei niedrigen Scherraten zur Suspension von Feststoffen und niedrige Viskosität bei hohen Scherraten zur Verbesserung der Fließfähigkeit während der Zirkulation. Konventionelle Systeme auf Basis von Biopolymeren weisen jedoch eine geringe Temperaturstabilität auf und erfordern den Einsatz von Bioziden, während synthetische Polymere zwar thermisch stabil, jedoch kostenintensiv und rheologisch weniger effektiv sind. Tonmineralbasierte Systeme zeigen ebenfalls Einschränkungen hinsichtlich Rheologie, Temperatur- und Salzstabilität.
Im vorliegenden Projekt wurde daher eine neuartige, silica-basierte Bohrspülung (Si-Drill) entwickelt und umfassend untersucht, mit dem Ziel, die Kosten geothermischer Bohrungen durch verbesserten Bohrfortschritt zu senken. Der Fokus lag auf der rheologischen Charakterisierung, der Optimierung der Zusammensetzung, der Bewertung von Umwelt- und Sicherheitsaspekten sowie der Wiederverwertbarkeit des Systems. Laboruntersuchungen und ein Feldversuch in Mainz-Bretzenheim bestätigten die hervorragenden Eigenschaften der Si-Drill-Spülung. Sie zeigte eine ausgeprägte thixotrope und scherverdünnende Rheologie, sehr gute Tragfähigkeit und effektiven Bohrkleinaustrag, was auf einen verbesserten Bohrfortschritt schließen lässt. Zudem erwies sich das System als lagerstabil, einfach handhabbar und bis etwa 200 °C temperaturbeständig. Umweltanalysen ergaben geringe Risiken, da die Spülung aus überwiegend anorganischen Komponenten besteht. Darüber hinaus wurden vielversprechende Ansätze zur Wiederverwendung, etwa in zementbasierten Anwendungen, identifiziert.
Insgesamt weist die entwickelte Si-Drill-Spülung ein hohes Potenzial zur Reduktion von Bohrkosten und zur Steigerung der Effizienz und Nachhaltigkeit geothermischer Bohrprojekte auf
gemeinsamer Sachbericht
No full textIn den letzten Jahren wurden lokale Maßnahmen wie die Reduktion von Parkraum, Verkehrsberuhigungen oder neue Regelungen für den motorisierten Individualverkehr eingesetzt, um innerstädtische Emissionen zu reduzieren und nachhaltige Mobilität zu fördern. Den Kommunen fehlen bisher die Werkzeuge, um die Wirksamkeit umgesetzter Maßnahmen zeitnah bewerten und damit zukünftige Maßnahmen zielgerichteter und evidenzbasierter ausgestalten zu können. Das Forschungsprojekt DZwEI – Digitaler Zwilling für Echtzeitanalysen von städtischen Infrastrukturmaßnahmen – adressiert diese Herausforderung durch die Entwicklung eines datengetriebenen digitalen Zwillings. Für das Modell werden Daten aus Floating Car Data, elektronischen Einparkhilfen, Verkehrskameras, Induktionsschleifen, OpenStreetMap-Daten sowie aufgezeichneten Ein- und Ausparkvorgängen mithilfe von Machine-Learning-Methoden analysiert.
Neben dem zentralen Prototyp wurden mehrere Zwischenprodukte entwickelt, die der Datenerhebung und -verarbeitung dienen. Dazu zählen eine Smartphone-App für manuelle Verkehrszählungen, eine Map-Matching-App zur präzisen Zuordnung von GPS-Daten zu Straßensegmenten sowie ein OpenStreetMap-basiertes Parkraumregister, das die digitale Abbildung der Parkinfrastruktur ermöglicht.
Die Ergebnisse werden in komplementären Dashboards veranschaulicht. Das Dashboard zur Visualisierung von Verkehrsflussdaten kombiniert Floating Car Data mit Induktionsschleifen, um Verkehrsvolumen, Geschwindigkeiten und Parkplatzsuche von KFZ darzustellen. Das Dashboard für Parkraum-Analysen ermöglicht die räumlich und zeitlich differenzierte Untersuchung von Parkplatzbelegung und Parkdauer.
Am Beispiel des Untersuchungsgebietes in der Stadt Frankfurt am Main zeigt das Projekt, wie ein digitaler Zwilling zur evidenzbasierten Verkehrsplanung beitragen kann, indem Zusammenhänge zwischen Infrastrukturmaßnahmen, Verkehrsverhalten und Emissionen transparent und datenbasiert analysiert werden
Sachbericht zum Verwendungsnachweis - Leitprojekt H2Giga
No full textIm Rahmen des durchgeführten Vorhabens wurden die Entwicklung von Laserstrahlschweißverfahren zum Fügen von Elektrolyseur-Komponenten und die Umsetzung einer Qualitätskontrolle für die Schweißnähte erfolgreich umgesetzt, um, entsprechend der Ziele des Teilbereichs Fertigung des Verbundvorhabens, eine effiziente Großserienfertigung dieser Bauteile zu ermöglichen. Die prozesstechnischen Arbeitsziele dieses Vorhabens waren dahingehend in drei Kategorien gegliedert:
1. Prozessgeschwindigkeit, -effizienz und -sicherheit der Schweißprozesse steigern
2. Prozessrobustheit der Schweißprozesse gegenüber Positionierungstoleranzen, Fehlpositionierungen und Werkstückkontaminationen erhöhen
3. In-line- und Post-Process-Qualitätskontrolle zur Steigerung der Prüfqualität sowie Verkürzung der Prüfzeit und -kosten
Konventionelle Fügeverfahren stießen in der Großserienproduktion von Elektrolyseuren an Grenzen, insbesondere wegen hoher Taktzeiten, eingeschränkter Automatisierbarkeit und aufwendiger Qualitätsprüfung. Der Stand der Technik umfasste zum Projektbeginn erste Verfahren zur sensorbasierten Prozessüberwachung sowie konventionelle Röntgen- und Ultraschallprüfungen, jedoch keine praxistauglichen in-line Lösungen mit KI-basierten Systemen oder automatisierten Regelkreisen. Das Ziel des Teilvorhabens des BIAS – Bremer Institut für angewandte Strahltechnik GmbH war daher die Entwicklung schneller, robuster Laserstrahlschweißprozesse und dazugehöriger in-line und post-process Prüfverfahren, um eine industrielle, hocheffiziente und automatisierte Fertigung von Elektrolyseur-Bauteilen zu ermöglichen.
Im Projekt konnten wesentliche Fortschritte sowohl im Schweißprozess als auch in der Qualitätssicherung erzielt werden. Beim Laserstrahlschweißen wurden stabile Prozesse für verdeckte T-Stöße entwickelt, die Schweißgeschwindigkeiten von über 20 m/min ermöglichen und dabei eine hohe Qualität gewährleisten. Zudem zeigte sich der Prozess robust gegenüber Kontaminationen und Bauteilpositionierungsfehlern. Durch die entwickelte Bahnregelung konnte die Schweißnaht auch bei unpräziser Bauteillage zuverlässig verfolgt werden. Die Nutzung einer blauen Laserstrahlquelle führte zu einer verbesserten Absorption und einer gesteigerten Bauteilqualität. Des Weiteren konnten Spalte bis zu 1 mm sicher überbrückt und somit das Substitutionspotential des Laserstrahlschweißens für alle Schweißaufgaben demonstriert werden. Die eingesetzten neuronalen Netze erreichten eine sehr hohe Erkennungsrate von Fehlstellen und bilden damit die Grundlage für intelligente Prozessregelung. Besonders hervorzuheben ist die entwickelte automatisierte in-line Reparaturstrategie, mit der Fehlstellen bereits während des Schweißens detektiert und korrigiert werden können. Im Bereich der Qualitätssicherung wurde ein laserultraschallbasiertes Prüfverfahren erfolgreich getestet, das eine schnelle und berührungslose post-process Kontrolle ermöglicht. Die Kombination Multi-Sensor-System, KI-gestützter Auswertung und der post-process Prüfung bietet ein umfassendes und industriell einsetzbares System zur Prozess- und Qualitätsüberwachung. Abschließend wurden die entwickelten Verfahren und erfolgreich an einer vollformatigen Elektrolyseur-Halbschale demonstriert
Sachbericht
No full textDas Verbundprojekt ANONY‑MED adressiert das Spannungsfeld zwischen hohem Wert medizinischer Daten für KI‑basierte Diagnostik und Prognose und den strengen Datenschutzanforderungen der DSGVO. Ziel war die Entwicklung und Erprobung eines Werkzeugkastens, mit dem sensible Gesundheitsdaten entweder durch Datensynthese anonymisiert oder mittels Kryptographie sicher ausgewertet werden können. Dazu wurden generative Modelle für Bild‑ und Tabellendaten (u. a. 3D‑Gefäßdarstellungen des Gehirns, Schlaganfall‑MRTs, kardiologische und Prostata‑Registerdaten) entwickelt und hinsichtlich Bildqualität, klinischer Nutzbarkeit und Datenschutz evaluiert. Parallel entstanden homomorphe Analyseverfahren, mit denen z. B. PI‑RADS‑Scores oder statistische Vergleiche von Bilddaten direkt auf verschlüsselten Daten berechnet werden können. Ergänzend wurde eine Privacy‑Metrik aufgebaut, die das individuelle Risiko von Rückschlüssen auf einzelne Patient:innen quantifiziert. Die Methoden wurden in drei Use Cases demonstriert: radiologische Befundung bei Prostatakrebs, kardiologische Risikostratifikation und Schlaganfalltherapie. ANONY‑MED leistet damit einen Beitrag zum Aufbau vertrauenswürdiger Gesundheits‑Datenökosysteme und bildet die Grundlage für weiterführende Forschungs‑ und Transferprojekte im Bereich Privacy‑Enhancing Technologies
Sachbericht zum Verwendungsnachweis
No full textKurzbericht zur Systemanalyse zu Transportlösungen für grünen Wasserstoff – Teilvorhaben DECHEMA: Interaktion der industriellen Transformation und Infrastrukturentwicklung, Schwerpunkt (petro-) chemische Industri
AnoMed: Kompetenzcluster Anonymisierung für medizinische Anwendungen - Sachbericht zum Teilvorhaben
No full textDas Kompetenzcluster AnoMed verfolgt das Ziel, Methoden und Technologien zur datenschutzkonformen Nutzung medizinischer Daten zu entwickeln. Die wissenschaftliche Forschung innerhalb des Clusters wird von mehreren Forschungseinrichtungen getragen. Neben der Entwicklung neuer technischer Verfahren spielt jedoch auch die organisatorische und kommunikative Vernetzung der beteiligten Partner eine wichtige Rolle.
Die UniTransferKlinik Lübeck GmbH (UTK) übernahm im Projekt vor allem Aufgaben im Bereich Projektkoordination, Netzwerkmanagement, Wissenschaftskommunikation sowie Transfer zwischen Forschung, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Ziel des Teilvorhabens war es, stabile Kommunikationsstrukturen innerhalb des Kompetenzclusters aufzubauen und gleichzeitig die Sichtbarkeit der Projektergebnisse zu erhöhen
