Applied Cybersecurity & Internet Governance Repository
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Tagungsband zum 9ten BIH-Treffen
No full textVom 27. bis zum 29. August fand die neunte Fachtagung für wissenschaftliche Beschäftigte und Nachwuchskräfte an Bauingenieur-Institutionen der Hochschulen (kurz: BIH-Treffen) bei uns an der Hochschule für angewandte Wissenschaften in Kiel statt. Das BIH-Treffen bietet eine hervorragende Möglichkeit zu fachlichem und persönlichem Austausch unter den wissenschaftlichen Mitarbeitenden der HAWs. In diesem Rahmen werden Fachbeiträge zu aktuellen Forschungsthemen, Anwendungen aus Labor und Praxis und innovative Ausbildungsmethoden präsentiert. Das BIH-Treffen wurde bereits im Jahr 2016 von der Hochschule Ruhr West in Mülheim an der Ruhr ins Leben gerufen. Die ersten Treffen fanden in Mülheim an der Ruhr (2016), Gießen (2017) und Köln (2018) statt. Das vierte Treffen wurde in Dresden (2019) ausgerichtet, gefolgt von Veranstaltungen in Frankfurt am Main (2021), Bielefeld (2022), Berlin (2023) und Mainz (2024)
Sachbericht zum Verwendungsnachweis
No full textKurzbericht und ausführlicher Bericht zum Verbundvorhaben H2Giga_QT4.1_FRHY: ReferenzFabrik für hochratenfähige Elektrolyseur-Produktion; Teilvorhaben: Produktionstechnologie CCM-Verfahre
Sachbericht zum Verwendungsnachweis
No full textGesamtziel des Projekts war die Entwicklung von kostengünstigen fluorfreien Membranpolymeren, Membranen und MEAs (engl. membrane electrode assembly, Membran-Elektroden-Einheiten) für die Wasserelektrolyse. Dabei sollten fluorfreie MEAs entwickelt werden, welche in der Lebensdauer den industriellen Anforderungen genügen und eine verbesserte Spannungs-Effizienz und einen geringeren Gasübertritt als üblicherweise verwendete PFSA-basierte MEAs aufweisen. Ein zentrales Vorhaben dieses Projektes beinhaltete die Entwicklung von effizienten und langzeitstabilen Membranen basierend auf sulfonierten Polyphenylensulfonen (sPPS). Ergänzend wurde die Synthese der entwickelten fluorfreien Polymere vereinfacht und kostenoptimiert, um das Kostenreduktionspotential der Wasserelektrolyse voll auszuschöpfen
Sachbericht zum Verwendungsnachweis
No full textDas Forschungsprojekt „IT-Security beim Einsatz von 5G im Ökosystem Produktion (5GProSec)“ untersuchte die IT-Sicherheit und Resilienz von 5G-Campusnetzen in industriellen Produktionsumgebungen mit besonderem Fokus auf den Faktor Mensch. Ziel war es, sicherheitsrelevante technische und nicht-technische Einflussfaktoren beim Einsatz von 5G in der Produktion zu analysieren und bestehende Hemmnisse für die Nutzung dieser Technologie besser zu verstehen.
Im Projektverlauf wurden praxisnahe Demonstratoren für mobile und stationäre Produktionsszenarien aufgebaut und in einer industrienahen 5G-Testumgebung untersucht. Ergänzend erfolgten qualitative Erhebungen in Form von Interviews, Workshops und Beobachtungen, um menschliche Einflussfaktoren sowie organisatorische und konfigurationsbedingte Risiken zu erfassen.
Auf Basis der Projektergebnisse wurden zentrale technische und nicht-technische Einflussfaktoren identifiziert, die den sicheren und stabilen Betrieb von 5G-Campusnetzen in industriellen Produktionsumgebungen beeinflussen. Die Untersuchungen zeigten insbesondere Herausforderungen durch Konfigurationskomplexität, unzureichende Dokumentation sowie Abhängigkeiten zwischen Netzparametern. Die aufgebauten Demonstratoren und Messungen ermöglichten eine praxisnahe Charakterisierung des Netzverhaltens unter Normalbedingungen und Störungen. Die Ergebnisse verdeutlichen bestehende Grenzen und Voraussetzungen für einen sicheren und resilienten Einsatz von 5G in der industriellen Produktion
Sachbericht zum Verwendungsnachweis, Verbundprojekt in der Fördermaßnahme: Transformation zur nachhaltigen Wertschöpfung - Unternehmen auf dem Weg zur kreislauffähigen Mobilität (MobilKreis)
No full textVerbundschlussbericht : eine Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung: Client II - Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen
No full textDie Landwirtschaft in ariden und semiariden Regionen Marokkos ist durch Wasserknappheit, zunehmende Versalzung von Böden und Grundwasser sowie steigende Energieanforderungen erheblich eingeschränkt. Vor diesem Hintergrund verfolgte das Verbundprojekt „SuLaMo“ das Ziel, ein integriertes, energieautarkes Bewässerungssystem zur nachhaltigen Nutzung brackiger Grundwasserressourcen zu entwickeln, unter Feldbedingungen zu demonstrieren und hinsichtlich seiner technischen sowie sozioökonomischen Umsetzbarkeit zu bewerten
Kern des Systems ist die Kombination aus unterirdischer Tröpfchenbewässerung (SDI) zur Steigerung der Wassernutzungseffizienz, Membran-Kapazitiver Entionisierung (MCDI) zur Teilentsalzung brackigen Grundwassers sowie Energieversorgung mit Photovoltaik zur netzunabhängigen Betriebsführung. Ergänzend wurde ein sensorbasiertes Monitoring- und Steuerungssystem implementiert, das Bodenfeuchte, Bodentension und Wasserqualität in Echtzeit erfasst und eine adaptive Bewässerungssteuerung ermöglicht.
Die Versuchsdurchführung und technische Demonstrationen erfolgten an Pilotstandorten in Meknès, Goulmima und Ouarzazate, Marokko, die unterschiedliche hydrogeologische und klimatische Rahmenbedingungen repräsentieren.
Die MCDI-Pilotanlage in Goulmima erzielte eine Ionenentfernung von 45–50 % bei einer Wasserausbeute von etwa 60%-70%. Der spezifische Energieverbrauch lag im Langzeitbetrieb bei 2,75–3,5 kWh/m³. Die solarbasierte Energieversorgung ermöglichte einen autarken Betrieb der Entsalzungs- und Bewässerungsanlage.
Agronomische Feldversuche zeigten, dass SDI den Wasserstress im Vergleich zur konventionellen Tröpfchenbewässerung reduziert. In Goulmima konnte in tieferen Bodenschichten eine Reduktion der Salinität um bis zu 82 % durch die Bewässerung mit entsalztem Wasser nachgewiesen werden. Die Ertragsentwicklung war standort- und kulturabhängig, was die Notwendigkeit standortspezifischer Anpassungen unterstreicht.
Begleitende sozioökonomische Analysen identifizierten hohe Investitionskosten, komplexe Förderstrukturen und begrenzte Praxiserfahrung mit SDI und MCDI als zentrale Implementierungshemmnisse. Gleichzeitig bestehen nationale Förderprogramme zur Förderung effizienter Bewässerungssysteme, die Skalierungspotenziale eröffnen.
Insgesamt belegt das Projekt die technische Machbarkeit und das agronomische Potenzial eines integrierten, solarbetriebenen Entsalzungs- und Bewässerungssystems zur klimaresilienten Landwirtschaft in ariden Regionen. Die Ergebnisse und ein gegründetes Kompetenzzentrum liefern die Grundlagen für weiterführende Transferprojekte zur nachhaltigen Nutzung salzhaltiger Wasserressourcen in Nordafrika
Abschlussbericht
No full textInnerhalb des 6G-LICRIS-Projekts konzentrierte sich die Merck Electronics KGaA auf die Entwicklung von Flüssigkristallmischungen (LC) für eine Frequenz von 30 GHz. Ziel war es, herauszufinden, ob die für 19 GHz optimierten Mischungen tatsächlich ihr Leistungsmaximum bei dieser Frequenz erreichen oder ob dies eine intrinsische Materialeigenschaft ist. Zu diesem Zweck wurden eine Vielzahl von Einzelkomponenten (sogenannte "Singles") bei 30 GHz charakterisiert, um die Grundlage für die Mischungsentwicklung zu erweitern. Die Ergebnisse zeigen, dass die Steuerbarkeit dieser Singles im Durchschnitt um etwa 6% geringer ist, während die dielektrischen Verluste um etwa 4% sinken. Zudem wurden Unterschiede in den Mikrowelleneigenschaften der Singles identifiziert, die für die Optimierung der Mischungen genutzt werden sollen.
Ein weiteres Screening untersuchte die Leistungsfähigkeit von Flüssigkristallen bei niedrigeren Frequenzen (12 GHz). Hierbei zeigte sich, dass die Steuerbarkeit von 19 GHz zu 12 GHz konstant bleibt, während die Verluste signifikant ansteigen, was die Herausforderungen für Anwendungen von LC im unteren GHz-Bereich verdeutlicht.
Das Ziel der Mischungsentwicklung war es, die Steuerbarkeitsänderung über die Frequenz zu minimieren und gleichzeitig die dielektrischen Verluste zu reduzieren. Mit den Mischungen, "Mix 5" und "Mix 6", konnten die Hochfrequenzparameter bei 30 GHz signifikant verbessert werden. Weiter sind diese Mischungen bis -20°C stabil. Mix 5 hebt sich durch eine Steuerbarkeitsverbesserung von 20% im Vergleich zur GT7 29001 hervor und wurde als projektspezifische Mischung für 6G-LICRIS unter der Bezeichnung GT8-32003 definiert.
Die Temperaturcharakterisierung der Mischung GT8-32003 zeigt, dass die Permittivität mit steigender Temperatur abnimmt und die beiden Permittivitäten sich nahe dem Klärpunkt annähern, was zu einer sinkenden Steuerbarkeit führt. Der Verlustwinkel steigt ebenfalls mit der Temperatur an. Im direkten Vergleich zur GT7-29001 zeigt die GT8-32003 eine geringere Verluststeigerung und eine höhere Steuerbarkeit, selbst bei höheren Temperaturen, was die Realisierung einer leistungsstarken RIS (Reconfigurable Intelligent Surface) auch unter höheren Temperaturbedingungen ermöglicht
Abschlussbericht
No full textDie Entwicklung von modernen KI-Methoden im medizinischen Sektor benötigt eine große Menge von qualitativ hochwertigen und realistischen Daten. Einzelne Einrichtungen besitzen jedoch nur selten eine ausreichende Menge solcher Daten um ein effektives Training durchzuführen. Das Teilen von Daten zwischen Einrichtungen kann daher eine Lösung sein und eine standortübergreifende Datengrundlage schaffen. Daten von Patientinnen und Patienten gehören allerdings zu den besonders schützenswerten Daten, sodass die Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) hohe Anforderungen an standortübergreifende Nutzung und Weitergabe der Daten stellt. Gleichzeitig schaffen Gesetze wie das Gesundheitsdatennutzungsgesetz (GDNG) auch eine rechtliche Grundlage und Möglichkeiten der anonymisierten Weitergabe medizinischer Daten. In der Praxis kommen hier zwei Verfahren zur Anwendung: Während die Anonymisierung durch die Transformation der Daten identifizierende Daten verschleiert, greift die Synthetisierung auf generative KI-basierte Verfahren zurück, um fiktive, aber möglichst realitätsnahe Daten, anhand statistischer Merkmale der Originaldaten zu erzeugen. Beide Verfahren besitzen distinktive Stärken, aber auch Limitationen. Die Kombination beider Methoden könnte dazu beitragen gleichzeitig die Privatheit, aber auch die Nutzbarkeit der Daten zu verbessern.
Ziel des Projektes KI-basierte Anonymisierung in der Medizin (KI-AIM) war es ebendiese Fragestellung zu untersuchen und eine Plattform zu entwickeln, welche Anonymisierungsverfahren mit Methoden der synthetischen Datengenerierung kombinieren kann. Die Nutzung einer solchen Plattform kann das datenschutzkonforme Teilen von medizinischen Daten in der Forschung verbessern und somit durch die verbesserte Verfügbarkeit von Trainingsdaten insbesondere bei der Entwicklung von KI-Methoden, unterstützen. In KI-AIM wurde die Plattform Cinnamon entwickelt die Anonymisierungs- und Synthetisierungsverfahren kombiniert ausführen kann und durch eine möglichst einfach nutzbare Oberfläche, die Verfahren auch für Forscherinnen und Forscher zugänglich macht, die keine Anonymisierungsexpert:innen sind. Anhand von standardisierten Bewertungsverfahren, die sich an dem aktuellen Stand der Forschung orientieren, werden Anwender*innen bei der Einschätzung der Qualität und des Restrisikos und somit bei der Entscheidung einer datenschutzkonformen Datennutzung und -weitergabe unterstützt. Des Weiteren wird eine breite Anwendungsmöglichkeit sichergestellt, indem in der Medizin etablierte Datenstandards unterstützt werden. Darüber hinaus wurden Erfolge bei der Interoperabilität, die von der Medizin Informatik Initiative (MII) erzielt wurden, bei der Entwicklung berücksichtigt, indem der international etablierte Datenstandard HL7 FHIR (Fast Healthcare Interoperability Resources) unterstützt wird. Für eine standortübergreifende Analyse wird sichergestellt, dass sämtliche Konfigurationen der Plattform teilbar und somit wiederverwendbar sind. Aus technischer Sicht verfolgt die Plattform einen modularen Aufbau, sodass die Erweiterbarkeit der Plattform gegeben ist und zukünftige Anonymisierungs- und Synthetisierungsverfahren einfach integriert werden können.
Das Institut für Medizinische Informatik (IMI) der Universität Münster (UniMS) trug als Projektkoordinator wesentlich zur Durchführung des Projektes und bei der Entwicklung der Datenschutzplattform Cinnamon bei. Darüber hinaus fokussierte das IMI die Modellierung, Extraktion und Aufbereitung eines zur Evaluation genutzten Datensatzes des Hauttumorzentrums (HTZ) des Universitätsklinikums Münster, den Aufbau einer modularen Infrastruktur zur Eingliederung und zum Management von Anonymisierungs-, Synthetisierungs- und Evaluationskomponenten, die Interoperabilität durch die Nutzung des etablierten HL7 FHIR Standards, sowie die Entwicklung einer intuitiven und geführten Benutzeroberfläche. Gemeinsam mit den Projektpartnern wurde so eine modulare Anwendung geschaffen, die Komponenten zur Anonymisierung, Synthetisierung und Evaluation vereinigt. Die Plattform wurde hinsichtlich ihrer technischen Funktionalität und Nutzbarkeit getestet. Als Basis der technischen Evaluation diente ein realer Datensatz, der anhand eines konkreten Anwendungsfalls aus dem Hauttumorzentrum entwickelt wurde. Ziel war es zu testen, ob beide Methoden auch in der Praxis kombiniert werden können, und welche Kompromisse hinsichtlich der Verwertbarkeit für einen geschützten Datensatz eingegangen werden müssen. Die Nutzer:innenstudie erforschte hingegen die Nutzbarkeit der Plattform, sowie Konzepte der Darstellung und Kommunikation von Restrisiken. Die Cinnamon Plattform wurde für eine freie Verwendung und zur Etablierung einer Community gemeinsam mit einer umfangreichen Dokumentation unter der Apache-2.0 Lizenz veröffentlicht
Schlussbericht zum Vorhaben FuturePelletSpec 2
No full textProjektbeschreibung:
Das Projekt FuturePelletSpec 2 zielte auf die Entwicklung emissionsarmer, brennstoffflexibler Holzpellet-Feuerungssysteme ab. Es baute auf den Ergebnissen des Vorgängerprojekts "FuturePelletSpec 1" auf, das neue Brennstoffparameter identifizierte und ein transientes Brennstoffbett-Abbrandmodell für Pelletöfen entwickelte. Ziel von FuturePelletSpec2 war die praktische Anwendung dieses Modells in der Ofenentwicklung, um die Emissionen, insbesondere Staub und NOX, deutlich zu reduzieren und die Effizienz der Anlagen zu steigern. Im Projekt wurden innovative Methoden zur schnellen Pelletcharakterisierung, wie NIR-Spektroskopie und fotooptische Pelletlängenmessung, untersucht und Optimierungspotentiale abgeleitet. Zudem wurden Vorschläge für die Pelletqualität von Pelletöfen sowie Richtlinien für das Ofendesign erarbeitet. Ein zentrales Ergebnis war die Entwicklung des Low-Emission Flexi-Pellet-Kaminofens (LEFLEX-PKo), der mit optimierten Luftführungssystemen, Rauchgasrezirkulation und automatischer Brennstoffregelung ausgestattet ist. Durch CFD-Simulationen, Validierungsversuche an Prototypen und umfangreiche Messungen mit Pellets aus unterschiedlichen Baumarten und mit unterschiedlichen Pelletqualitäten wurde die Technologie auf Praxistauglichkeit geprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass mit den entwickelten Konzepten die Emissionen erheblich gesenkt werden können, während hohe Wirkungsgrade (> 94 %) erreicht werden. Die Projektergebnisse stärken bei Umsetzung, die Wettbewerbsfähigkeit der Hersteller, tragen wesentlich zur Emissionsminderung von Biomassefeuerungen bei, schaffen die Basis für die Markteinführung der nächsten Generation umweltfreundlicher Pelletöfen und legen den Grundstein für die Weiterentwicklung der Biomassebrennstoffnormen.
Projektergebnisse:
Das Projekt FuturePelletSpec 2 hat bedeutende Fortschritte bei der Charakterisierung und Abbrandmodellierung von Holzpellets sowie der Entwicklung emissionsarmer Pelletöfen erzielt. Es wurden Brennstoffparameter wie Pelletlänge und chemische Zusammensetzung identifiziert, die erheblichen Einfluss auf die Emissionen bei der Verbrennung haben. Mit innovativen Schnellbestimmungsmethoden, z. B. NIR-Spektroskopie und fotooptischer Längenmessung, konnten diese Parameter teilweise effizient erfasst werden. Das entwickelte transiente Brennstoffbett-Abbrandmodell, gekoppelt mit Gasphasenmodellen, bildet die Basis für die Simulation und Optimierung emissionsarmer Feuerungssysteme. Die Praxisanwendung führte zur Entwicklung des Low-Emission Flexi-Pellet-Kaminofens (LEFLEX-PKo), der mit extrem niedrigen Staub-, CO- und NOX-Emissionen bei Nennlast (5, 7 und 121 mg/Nm3), sowie bei Teillast (5, 80 und 109 mg/Nm3) und Wirkungsgraden > 94 % beeindruckt. Durch optimierte Luftführung, Rauchgasrezirkulation und automatische Brennstoffregelung konnte der Ofen bei verschiedenen Brennstoffen und Pelletlängen stabile Betriebszeiten von bis zu 6 Stunden bei sehr niedrigen Emissionen erreichen. Zudem wurden Richtlinien für die Pelletqualität und Normungsvorschläge für die Brennstoff- und Feuerungstechnik erarbeitet. Die Ergebnisse zeigen, dass moderne, regelungsgestützte Feuerungssysteme mit optimierten Luft- und Brennstoffparametern die gesetzlichen Emissionsgrenzwerte deutlich unterschreiten können. Die entwickelten Methoden und Modelle sind für die Normung, Geräteentwicklung und Qualitätssicherung hoch relevant und bieten eine Grundlage für die zukünftige Marktdurchdringung emissionsarmer Pelletöfen. Insgesamt trägt das Projekt wesentlich zur Emissionsminderung, Energieeffizienz und Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Pelletbranche bei
