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Sachbericht
No full textThe important role of indicators in the process of ESD implementation was highlighted early on and repeatedly emphasized, by, for example, Arima et al. (2004). The German government’s report on ESD in Germany brought attention to the current lack of tools to measure progress in ESD and called for the development of a system of indicators (Deutscher Bundestag, 2005, p. 45).
At the Freiburg University of Education, ESD indicators were developed in 2017 specifically for teacher training programmes. In particular, the FESD (Pro) (formula for the ESD-indicator for TTs - professional expertise) indicator was recommended as a useful metric for continuous monitoring, e.g., for inclusion in the federal sustainability strategy. In the 2017 study, data was collected on teacher training for 15 federal states.
In general, indicators are most useful when applied to longitudinal data collection, which makes it possible to map and analyze developments over time. The replication of the FESD (Pro) project now once again analyses the opportunities teachers had in the observation period (school year 2022/23 and first half of the school year 2023/24) to effectively expand their ESD professional expertise with the help of ESD-relevant teacher training courses (in the sense of the probability of obtaining a place in an ESD-relevant training course). These results are compared to the 2017 survey data. This allows a representation of how ESD-related in-service training for teachers has evolved over the past seven years. In addition, for some federal states, the participation rates were used to determine the actual demand for ESD professional development amongst the teachers.
The analysis of the FESD (Pro) for all 16 federal states, as well as the Federal Republic of Germany, provides a qualitative, as well as quantitative, insight into the actual state and especially the development of the ESD training courses within the last seven years. Progress and further existing needs of the teacher trainings do thereby not remain unnoticed. The FESD (Pro) indicator thus provides a significant contribution to the understanding of the ESD implementation processes and their successes
gemeinsamer Abschlussbericht - Schlussbericht zu DIGILaugBeh
No full textDer Abschlussbericht fasst die wichtigsten Ergebnisse des Projekts DIGILaugBeh zusammen. Inhalte sind die numerische Auslegung einer Komponente (Laugenbehälter) aus Langglasfaser (LFT) verstärktem Polypropylen unter Berücksichtigung von Designrichtlinien für diese Werkstoffklasse, Nachhaltigkeitsaspekten und Verarbeitungsverfahren. Es wurde ein Demonstrator numerisch (rheologisch, mechanisch) ausgelegt und ein dazugehöriges Werkzeug konstruiert und gebaut. Bauteile wurden im ProFoam Verfahren und im Kompaktspritzguss hergestellt und analysiert. Für die Auslegung wurde ein auf der Mikrostruktur basierendes Datenbankkonzept in der FEM angewandt, das für Kurzfaser verstärkte Komponenten bereits vorlag. Es wurde ein Konzept zur Erstellung eines auf der Mikrostruktur beruhenden Digitalen Zwillings erstellt. Bei der Verarbeitung wurde ein physikalisches Schäumspritzverfahren (TSG) eingesetzt, das sicherstellen sollte, dass die Faserlängen aus dem Granulat im Bauteil möglichst weitgehend erhalten bleiben. Für die Konstruktion des Demonstrators wurden Designrichtlinien abgeleitet und angewandt. Im Bereich der Nachhaltigkeit wurde für das Projekt LCA Daten erhoben und entsprechende Analysen unter Berücksichtigung des eingesetzten Werkstoffs (Neuware vs. Recycling Material) und Verarbeitungsverfahrens (Kompakt- vs. TSG). Schließlich wurde auch ein Recyclingkonzept für Laugenbehälter und Waschmaschinen erstellt und diskutiert. Zum Ende des Projekts stehen Routinen prototypisch zur Verfügung, um LFT Bauteile bzgl. Ermüdung numerisch auszulegen, Digitale Zwillinge der Mikrostruktur aufzubauen und , basierend auf Daten aus der Prozesssimulation mit Moldflow eine erste LCA Analyse durchzuführen
Schlussbericht
No full textDas Projekt "Clim4Edu" hatte das Ziel, Satelliten- und Erdbeobachtungsdaten didaktisch aufzubereiten und so bereitzustellen, dass Lehrkräfte und Schüler:innen sie flexibel zur Vertiefung des Verständnisses des Klimawandels nutzen können. Dazu wurden Unterrichtsmaterialien und Fortbildungsangebote zu den Grundlagen des Klimawandels, zu lokalen und globalen Beobachtungsdaten sowie zu den Folgen des Klimawandels entwickelt. Thematisch reichten diese von Klima- und Wetterunterschieden, Treibhauseffekt, Kohlenstoffkreislauf und Feedbackprozessen bis hin zu Temperaturanstieg, Meeresspiegeländerungen, Meereisrückgang und Gletscherschmelze. Grundlage bildeten u. a. Satellitendaten des Copernicus Climate Change Service (C3S) und der ESA Climate Change Initiative (CCI), aufbereitet als Zeitreihen und räumliche Karten. Didaktisch setzte Clim4Edu auf interaktive Online-Werkzeuge, curriculumsorientierte Arbeitsmaterialien sowie Mini-MOOCs mit kurzen Lernvideos, die sowohl ergänzend zum Unterricht als auch eigenständig eingesetzt werden konnten. Das Projekt arbeitete eng mit EO College, ESERO Germany und dem FIS der RUB zusammen und war in ein breites europäisches Netzwerk klimarelevanter Projekte eingebunden. Zudem wurden technische und naturwissenschaftliche Grundlagen der Fernerkundung vermittelt, um Erdbeobachtung als mögliches Berufsfeld erfahrbar zu machen
Schlussbericht zum Verbundvorhaben in der Fördermaßnahme "Technologien für die CO2-Kreislaufwirtschaft" im Rahmen der angewandten nichtnuklearen Forschungsförderung im 7. Energieforschungsprogramm "Innovationen für die Energiewende"
No full textIm Projekt SYMBOKO (Synthese von Methanol aus Biogas mit vollständiger Kohlenstoffnutzung) wurde ein neuartiges Verfahren zur Methanolerzeugung aus Biogas unter Einbindung von Wasserstoff und Sauerstoff aus erneuerbarem Strom entwickelt.
Die Aufgabe des Teilvorhabens von WS Reformer umfasste die Auslegung, den Bau und den Test eines innovativen Reaktorkonzeptes zur Synthesegaserzeugung aus Biogas und Sauerstoff mit weitgehender Wärmeintegration der Stoffströme.
Grundlage der Auslegung waren reaktionskinetische Simulationen, die zeigten, dass in einem Reaktor mit hohem Mischungsgrad (FLOX®-Prinzip) die partielle Oxidation des Methans zu CO/CO2 und Wasserdampf schnell abläuft und daran anschließend die Dampfreformierung mit paralleler Wassergasreaktion auf einem größeren Zeitmaß folgt. Nach diesem Prinzip wurde ein Reaktor mit einer homogenen FLOX®-basierten Oxidationshone und einem katalytischen Ringreaktor konzipiert, gebaut und getestet.
Der Reaktor wurde zum Patent angemeldet und zur Integration in eine containerbasierte Anlage an den Projektpartner DBI geliefert.
Die Synthesegaskapazität wurde so groß gewählt, dass die Skalierung auf eine Standardbiogasanlage mit 400kW elektrischer Leistung modular mit 4 parallelen Reaktoren ohne weiteren Entwicklungssaufwand realisiert werden kann.
Datei-Upload durch TI
Sachbericht zum Verwendungsnachweis
No full textBIG-IDENT untersucht Treiber, Barrieren und Erfolgsfaktoren des Wissens- und Technologietransfers (WTT) in Biotechnologie und Gesundheitswissenschaften auf Mikro-, Meso- und Makroebene. Methodisch verbindet das Projekt eine systematische Literaturanalyse, 30 leitfadengestützte Interviews (qualitativ) und eine bundesweite Befragung (n=1.944 vollständige Fälle) mit neu entwickelten Messinstrumenten. Befunde zeigen u. a.: (i) Beschäftigungssicherheit und Karrierestufe sind wesentliche Hebel (befristete Verträge hemmen Transfer; Führung erhöht Transfer und Verbleibeinstellung); (ii) institutionelle Sichtbarkeit und Unterstützung (TTO-, Gründungs- und Kommunikationsangebote) fördern Gründungsabsichten und Transferaktivität; (iii) disziplinspezifische Profile differieren und erfordern ein erweitertes Transferverständnis; (iv) zwischen wahrgenommener Relevanz und tatsächlicher Nutzung vieler Transferkanäle bestehen deutliche Lücken. Insgesamt spricht die Evidenz für differenzierte, zielgruppenspezifische Förder- und Anerkennungssysteme (Karrierepfade, Sichtbarkeit, Trainings), die informelle und partizipative Formate gleichberechtigt mit klassischen Verwertungswegen adressieren und so eine nachhaltige Transferkultur über Organisations- und Karrierestufen hinweg stärken
Verfahren für die Engpass- und Mängelanalyse im städtischen Hauptverkehrsstraßennetz
No full textDie zentrale Frage des vorgestellten Projekts war, ob kommerziell verfügbare Floating-Car-Daten (FCD)
bei der Bestimmung der Angebotsqualität von Netzabschnitten eingesetzt werden können. Es konnte gezeigt
werden, dass FCD sehr gut geeignet sind, Fahrtgeschwindigkeiten auf Netzabschnitten und damit die
Angebotsqualität zu bestimmen. Kontrollmessungen durch Kennzeichenerfassung haben bestätigt, dass
selbst bei geringen Durchdringungsraten die durch Floating-Car-Daten bestimmten Fahrtzeiten das Verkehrsgeschehen
gut wiedergeben.
Floating-Car-Daten sind bei mehreren Anbietern in verschiedenen Aufbereitungsstufen erhältlich. Für verkehrstechnische
Analysen sind FC-Rohdaten, also die Einzelmeldungen der Fahrzeuge mit Zeitstempel,
Position und Geschwindigkeit, am flexibelsten einsetzbar. Wenn es um die Bestimmung der Angebotsqualität
einzelner Netzabschnitte geht, sind auch aggregierte FCD gut geeignet, auch wenn die Art der Vorverarbeitung
je nach Anbieter nicht vollständig transparent ist.
Es wird empfohlen, die Nutzung von FCD im Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen
(HBS) als alternative Methode zur Bestimmung der mittleren Fahrzeit aufzunehmen. Dafür sollten FCD für
bestimmte Wochentage und Zeitintervalle aggregiert und in 15-Minuten-Intervalle gruppiert werden, wobei
der Median als repräsentative Fahrtzeit festgelegt wird. So können die Spitzenzeiten identifiziert und die
bemessungsrelevante Fahrzeit durch den Median ermittelt werden, um Verzerrungen durch Ausreißer zu
vermeiden. Für die Bemessung geplanter Anlagen können FCD zur Kalibrierung mikroskopischer Verkehrsflusssimulationen
verwendet werden, um Verkehrsprognosen zu unterstützen.
Das im Projekt für städtische Netzabschnitte erprobte Verfahren zur Bestimmung der Angebotsqualität
kann ohne Änderungen auf jede andere Bewertungssituation übertragen werden, bei der die mittlere Fahrtgeschwindigkeit
die maßgebende verkehrstechnische Kenngröße ist. Insbesondere kann auch die Angebotsqualität
von Netzabschnitten auf Landstraßen damit bestimmt werden.
Hinsichtlich der Übertragbarkeit auf den Radverkehr kann zunächst festgestellt werden, dass durch Smartphone-
Apps aufgenommene GPS-Tracks von Fahrrädern eine gute technische Basis bieten, die Verkehrsqualität
für den Radverkehr zu bestimmen. Für die praktische Anwendbarkeit besteht gegenüber dem Kfz-
Verkehr aber noch der bedeutende Nachteil, dass es derzeit keine kommerziellen Anbieter von flächendeckenden
Floating-Bike-Daten gibt.
Auch zur netzweiten Mängelanalyse sind Floating-Car-Daten gut geeignet. Es wurde ein Verfahren entwickelt,
um ein städtisches Straßennetz automatisch in Netzabschnitte zu unterteilen, für die verschiedene
Performance-Indikatoren bestimmt werden, die sich an Perzentilen der Fahrtzeitverteilungen orientieren.
Die dazu notwendigen Fahrtzeitverteilungen können aus FCD bestimmt werden, wobei nur Fahrzeuge berücksichtigt
werden dürfen, die den Netzabschnitt komplett durchfahren haben.
Datei-Upload durch TIBThe central question of the presented project was whether commercially available Floating Car Data (FCD)
can be used to determine the level of service of network sections. It was shown that FCD are highly suitable
for determining travel speeds on network sections and thus the service quality. Control measurements
using license plate recognition have confirmed that even at low penetration rates, the travel times derived
from Floating Car Data reflect traffic conditions well.
Floating Car Data are available from several providers in various processing stages. For traffic engineering
analyses, FC raw data—individual vehicle reports with timestamps, position, and speed—are the most flexible.
For determining the service quality of individual network sections, aggregated FCD are also suitable,
although the preprocessing method is not fully transparent and varies by provider.
It is recommended to incorporate the use of FCD in the German Highway Capacity Manual (HBS) as an
alternative method for determining average travel time. FCD should be aggregated for specific weekdays
and time intervals, then grouped into 15-minute intervals, using the median as the representative travel
time. This allows for the identification of peak times, and the design-relevant travel time can be determined
via the median to avoid distortions from outliers. For the assessment of planned facilities, FCD can be used
to calibrate microscopic traffic flow simulations to support traffic forecasts.
The procedure tested in the project for determining the level of service in urban network sections can be
applied to any other assessment context where average travel speed is the key indicator. This approach
can also be used to determine the level of service of network sections on rural roads.
Regarding applicability to bicycle traffic, it has been found that GPS tracks from bicycles, recorded via
smartphone apps, provide a good technical basis for assessing service quality for cycling traffic. However,
compared to motor vehicle traffic, there is a significant practical disadvantage: currently, there are no commercial
providers of comprehensive Floating Bike Data.
Floating Car Data are also well-suited for network-wide deficiency analysis. A method was developed to
automatically subdivide an urban road network into network sections, for which various performance indicators
can be determined based on the percentiles of travel time distributions. The required travel time
distributions can be derived from FCD, considering only vehicles that have traveled the entire network
section
Sachbericht zum Verwendungsnachweis
No full textZiel des Forschungsvorhabens SUB-STONE war die Entwicklung eines hybriden Leichtbetons aus mineralisierten Holzzuschlägen in Kombination mit einer lastabtragenden Verstärkung durch
Naturfasern. Dieses Material sollte exemplarisch in Form eines konstruktiven Wandelements für den Außenbereich zur Anwendung kommen und die technische Umsetzbarkeit sowie das wirtschaftliche Potenzial demonstrieren.
Ausgangspunkt für das Vorhaben ist der aktuelle Forschungsfokus auf die Reduktion der CO₂-Emissionen bei der Herstellung von Beton. Das Projekt zielte darauf ab, durch den Einsatz
alternativer, nachwachsender Rohstoffe – insbesondere von Holz – und deren mineralisierte Verarbeitung in einem zementären System, eine signifikant verbesserte Gesamtbilanzierung
(energetisch, ökologisch, ökonomisch) zu erreichen.
Im Unterschied zur konventionellen Leichtbetonherstellung, bei der vorwiegend Blähton oder Blähglas als Zuschläge sowie Bewehrungsstahl oder synthetische Textilfasern zur Lastübertragung
eingesetzt werden, sollten im Projekt mineralisierte Holzspäne die Rolle der Leichtzuschläge übernehmen. Die Tragwirkung wurde durch eine textile Bewehrung aus beschichteten Naturfasern
realisiert.
Einen entscheidenden Einfluss auf die Dauerhaftigkeit und Festigkeit des Betons haben die Inhaltsstoffe des Holzes. Diese können sich negativ auf Frisch- und Festbetoneigenschaften auswirken. Eine gezielte Mineralisierung erlaubt es jedoch, lösliche Holzbestandteile wie Zucker, Stärke und Phenole zu binden. Dies verbessert nicht nur die Verträglichkeit mit der Betonmatrix, sondern wirkt sich auch günstig auf das Quell- und Schwindverhalten des Holzes aus. Zudem erhöht die durch die Mineralisierung erzeugte spezifische Oberfläche die mechanische Verzahnung innerhalb des Gefüges und trägt zu einer stabilen Mikrostruktur bei.
Darüber hinaus bietet das Verfahren das Potenzial, Holzreste aus anderen Produktionsprozessen – beispielsweise aus der Brettsperrholzproduktion – einer hochwertigen stofflichen Nutzung
zuzuführen. Auch Kalamitätshölzer, die derzeit überwiegend energetisch verwertet werden, können durch das entwickelte System in nachhaltige Bauprodukte integriert werden. Damit verfolgt das
Vorhaben ein zentrales Prinzip der Bioökonomie: die stoffliche Kaskadennutzung von Rohstoffen.
Für den Einsatz als konstruktives und lastabtragendes Leichtbetonbauteil sollen biobasierte Naturfasern, wie etwa Flachs, als textile Zugbewehrung in den statisch beanspruchten Bereichen
Anwendung finden. Diese Fasern bieten ähnliche Verstärkungsleistungen wie herkömmliche Glasfasern, sind jedoch weniger spröde, nachwachsend und CO₂-neutral. Während petrochemische
Alternativen wie Carbon- oder Glasfasern energieintensiv in der Herstellung sind und hohe Kosten verursachen, stellen Naturfasern eine nachhaltige und wirtschaftlich attraktive Alternative dar
Electron dynamics of three distinct discharge modes of a cross-field atmospheric pressure plasma jet
No full textThis study investigates electron dynamics in three distinct discharge modes of a cross-field atmospheric pressure plasma jet: the non-neutral, quasi-neutral, and constricted modes. Using a hybrid Particle-In-Cell/Monte Carlo Collisions simulation, we systematically vary the applied voltage and driving frequency to explore these modes and their transitions. At low power, the discharge operates in a non-neutral mode, characterized by near-extinction behavior, analogous to the chaotic mode in other plasma devices. As power increases, the plasma transitions to a quasi-neutral mode, exhibiting the Ω- and Penning-mode heating mechanisms, similar to the bullet mode in parallel-field jets. At high power, the discharge enters a constricted mode, where plasma density increases significantly, and the discharge contracts toward the electrodes along the entire channel. Experimental validation using phase-resolved optical emission spectroscopy confirms the existence of the constricted mode as a distinct operational regime. These findings provide deeper insights into discharge mode transitions, contributing to the optimization of atmospheric pressure plasmas for various applications
Topological transport control of colloidal particles
No full textWe have studied experimentally and with computer simulations the transport of magnetic
particles on top of magnetic patterns. The motion is driven by either a modulation loop
of the orientation of a uniform external magnetic field or by a drift force. The application
of an adiabatic modulation loop of the direction of an external magnetic field to
magnetic colloids or macroscopic magnetic particles on a periodic pattern offers
unprecedented control over the motion and assembly of such colloids or particles. The motion
is topologically protected since only those loops that wind around special orientations
of the external field induce particle transport. The set of winding numbers around the
special orientations is the topological invariant that protects the motion. The colloidal or
macroscopic particles are sorted into topological classes and the transport of each class
can be controlled independently and simultaneously with the other topological classes.
The use of non-periodic patterns facilitates the transport of identical colloidal particles
independently and simultaneously. The complexity of the loop can be imprinted in either
the pattern or the modulation loop. In twisted magnetic patterns high mobility peaks
of non-topologically driven particles emerge at non generic magic angles, but these mo-
bility peaks in contrast to topologically driven systems are very fragile and can be easily
destroyed via the analogue of an Anderson transition