Applied Cybersecurity & Internet Governance Repository
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Schlussbericht zum Verwendungsnachweis für das Vorhaben FKZ 82DZL004B2
No full textIm Mittelpunkt der Forschung der Partnereinrichtung Thoraxklinik Heidelberg stehen translationale und klinische Projektvorhaben in den Krankheitsbereichen Asthma & Allergie (AA), chronisch obstruktive Lungenerkrankungen (COPD), Mukoviszidose (CF), Interstitielle (diffus parenchymatöse) Lungenerkrankung (DPLD), pulmonale Hypertonie und Lungenkrebs. Die klinische Datenbank und Lungenbiobank der Thoraxklinik ist ein Katalysator für standortübergreifende Zusammenarbeiten vor allem im Bereich LC, aber auch zunehmen für COPD und DPLD. Das Forschungsprogramm aller Krankheitsbereiche hat zum Ziel die neuesten im Labor gewonnen Erkenntnisse in die Entwicklung neuer diagnostischer Methoden und therapeutischer Strategien umzusetzen.
Dieser Schlussbericht fasst die in der Förderperiode 2021 – 2023 generierten Forschungsergebnissen zusammen. Die Forschungsergebnisse wurden als Publikationen in renommierten Fachjournalen, Pressemitteilungen und über die TLRC/DZL Homepage an das interessierte Fachpublikum und die Öffentlichkeit weitergegeben
Abschlussbericht
No full textDas Verbundprojekt „Quantencomputer mit Rydberg Atomen (QRydDemo)“ wurde im Rahmen des Vorhabens „Quantenprozessoren und Technologien für Quantencomputer“ innerhalb der Bekanntmachung „Quantentechnologien – von der Grundlage zum Markt“ vom BMBF gefördert. Koordiniert wurde der Verbund vom 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart (PI5) durch Prof. Tilman Pfau. Neben dem Projektkoordinator waren das 3. Institut für Theoretische Physik der Universität Stuttgart (ITP3) und die Universität Ulm als akademische Partner beteiligt. Die TOPTICA Photonics SE war als Industriepartner im Konsortium beteiligt. Koordiniert und geleitet wurde das Projekt bei der TOPTICA Photonics SE durch Dr. Jürgen Stuhler, Dr. Lukas Reichsöllner und Dr. Florian Figge. Nach dem Ausscheiden von Dr. Reichsöllner übernahm Dr. Christoph Tresp dessen Rolle.
Der Forschungsverbund hatte sich zum Ziel gesetzt einen Quantencomputer-Demonstrator auf der Plattform neutraler Strontium-Atome durch die Nutzung der starken und langreichweitigen Rydberg-Rydberg-Wechselwirkung zu realisieren. Diese Plattform gilt als vielversprechend bezüglich der Skalierbarkeit in der Anzahl an Qubits und der Geschwindigkeit von Gatteroperationen.
Für dieses Vorhaben steuerte die TOPTICA Photonics SE im Teilprojekt „Speziallasersysteme für atomare Quantenprozessoren“ Arbeitspakete zur Realisierung von maßgeschneiderten Lasersystemen für den Einsatz im Quantencomputer-Demonstrator bei. Insbesondere die Ausnutzung eines neuartigen Raman-Qubits erforderte dabei die Verwendung von Hochleistungslasern mit mehreren Watt optischer Leistung im grünen (540 nm) und gelben (592 nm) Wellenlängenbereich, um das Fangen einzelner Strontium-Atome in optischen Pinzetten (Tweezer) zu ermöglichen. Die TOPTICA Photonics SE bietet in diesem Wellenlängenbereich rauscharme frequenzverdoppelte Diodenlasersysteme an. Aufgrund des halbleiterbasierten Verstärkerkonzepts in den kommerziellen Lasersystemen können diese nicht in den benötigten Leistungsbereich skaliert werden. Aus diesem Grund wurden im Rahmen des Forschungsprojekts Konzepte zur Realisierung von faserverstärkten Diodenlasern und deren Frequenz-Verdopplung untersucht, um die benötigten Leistungen bei niedrigem Intensitätsrauschen zu erreichen.
Um die Zustände der einzelnen Atome im Demonstrator mit höchster Genauigkeit manipulieren zu können werden Lasersysteme mit geringem Phasenrauschen und hoher spektraler Reinheit benötigt. Die von der TOPTICA Photonics AG vertriebenen gitterstabilisierten Diodenlaser weisen typischerweise Linienbreiten von mehreren 10 bis 100 kHz auf. Diese sind für die Realisierung eines Quantencomputer-Demonstrators nicht ausreichend. Zwar kann die Linienbreite durch die Stabilisierung auf eine externe Referenz reduziert werden, allerdings auf Kosten sogenannter Servo-Bumps (Regeloszillationen). Um dieses Problem zu reduzieren, wurde einerseits die intrinsische Linienbreitenreduktion eines Diodenlasers erforscht. Andererseits wurde die schmalbandige Filterung von Frequenzrauschen mit einem Fabry-Perot Resonator untersucht. Darüber hinaus wurde die breitbandige Filterung von verstärkter spontaner Emission in Trapezverstärkern mit Hilfe geeigneter optischer Filter analysiert und der resultierende Einfluss auf die relative Energieverschiebung von Energieniveaus gefangener Atome bestimmt
Abschlussbericht KoDI
No full textIm Projekt KoDI wird die Problemstellung der inhomogenen Druckverteilung aufgrund der Zellatmung durch die prototypische Umsetzung von Druckkompensationsmechanismen und dem gleichzeitigen Aufbau eines teilautomatisierten Fertigungsdemonstrators gelöst. Die methodische Entwicklung eines fertigungsgerechten Lösungskonzeptes für die Druckkompensation auf Basis definierter und in einem Pflichtenheft dokumentierter Zielwerte bildet den ersten Arbeitsschwerpunkt.
Für eine Optimierung von Lithium-Ionen-Batteriezellen wurden und werden fortlaufend neue Elektrodenmaterialien erforscht, die eine höhere Energiedichte, eine verbesserte Schnellladefähigkeit, höherer Sicherheit und elektrochemische Performance bieten können. Dies sind unter anderem Hochenergieelektroden aus Siliziumkompositen oder reine Lithium-Metall Anoden, die in zukünftigen Batteriezelltechnologien Anwendung finden. Es bestehen jedoch Herausforderungen für einen stabilen, zyklischen Langzeitbetrieb dieser neuen Materialien, da für diese teilweise sehr hohe Volumenänderungen während der Lade- und Entladezyklen auftreten. Während auf Elektrodenebene beispielsweise durch Anpassung der Kompositzusammensetzung an der Gewährleistung der mechanischen Stabilität der Elektroden bei gleichzeitiger Maximierung der Energiedichte geforscht wurde und wird, fokussierten sich zum Zeitpunkt des Projektbeginns keine Forschungen/Arbeiten auf die Auswirkungen der sich aufsummierenden Volumenänderungen auf die Zell- und Modulebene. Für bisherige Systemaufbauten mit nahezu starren Gehäusen und Einspannungen resultieren aus diesen Volumenänderungen Druckschwankungen im Inneren der Zellen, die zur Degradation der Elektrodenmaterialien führen und die interne Kontaktierung beeinträchtigen können. Diese Druckschwankungen können durch eine angepasste Systemgestaltung mit Aufbringung einer flächigen, homogenen Druckverteilung auf die Zellen verhindert werden. Ziel des Projekts KoDI war daher eine Erforschung der Anpassungsbedarfe auf Zell-, Modul- und Systemebene durch eine methodische Entwicklung und prototypische Umsetzung von Kompensationsmechanismen für die Volumenänderung der Zellen. Darüber hinaus war besonders eine Funktionsvalidierung mit eigens entwickelten Prüfsystemen im Fokus.The KoDI project addresses the problem of inhomogeneous pressure distribution due to cell respiration through the prototypical implementation of pressure compensation mechanisms and the simultaneous development of a semi-automated production demonstrator. The first focus of the project is the methodical development of a production-ready solution concept for pressure compensation based on defined target values documented in a specification sheet.
To optimise lithium-ion battery cells, new electrode materials are being and will continue to be researched that can offer higher energy density, improved fast-charging capability, greater safety and electrochemical performance. These include high-energy electrodes made of silicon composites or pure lithium metal anodes, which will be used in future battery cell technologies. However, there are challenges for stable, cyclic long-term operation of these new materials, as some of them undergo very high volume changes during charging and discharging cycles. While research has been and continues to be conducted at the electrode level, for example by adjusting the composite composition to ensure the mechanical stability of the electrodes while maximising energy density, no research/work focused on the effects of cumulative volume changes at the cell and module level at the time the project began. In previous system designs with virtually rigid housings and clamps, these volume changes result in pressure fluctuations inside the cells, which can lead to degradation of the electrode materials and impair internal contacting. These pressure fluctuations can be prevented by adapting the system design to apply a flat, homogeneous pressure distribution to the cells. The aim of the KoDI project was therefore to investigate the adaptation requirements at cell, module and system level through the methodical development and prototypical implementation of compensation mechanisms for the volume change of the cells. In addition, the focus was particularly on functional validation using specially developed test systems
Schlussbericht
No full textDas Hauptziel im Rahmen der Verbundforschung am ALICE-Experiment des CERN/LHC ist die Untersuchung von Materie unter extremen Bedingungen, bei Temperaturen von mehr als 1012 Kelvin, wie sie nur wenige Mikrosekunden nach dem Urknall geherrscht haben. Bei diesen Bedingungen wird erwartet, dass die fundamentalen Bausteine der Materie, die Quarks und Gluonen, nicht in Protonen oder Neutronen eingeschlossen sind, sondern ein Quark-Gluon-Plasma (QGP) bilden. Dieser QGP-Zustand kann in Kollisionen schwerer Kerne (Blei) am LHC für etwa 10-23s erzeugt werden und mit Hilfe des ALICE-Experimentes untersucht werden.
In der vergangenen Förderperiode 2021-2024 wurde der Long Shutdown 2 des LHC, in dem das ALICE-Experiment für die Datennahme mit Raten bis zu 50 kHz in PbPb-Kollisionen vorbereitet wurde, abgeschlossen und die Inbetriebnahme des geupgradeten Experiments erfolgreich durchgeführt. Die geförderte Aktivität der Münsteraner Gruppe fokussierte sich daher vor allem auf die Datenauslese durch die neuen Common Readout Units (CRU), die Erneuerung des Detector Control Systems (DCS), den Deterktorbetrieb und Kalibration.
Datei-Upload durch TI
Abschlussbericht zum Verbundforschungsvorhaben
No full textZiel von 3DLight_OnSite ist es, durch Entwicklung eines durchgängig CO2-optimierten, digitalisierten und automatisierten Workflows für die Fertigung multifunktionaler Leichtbauteile, eine maßgebliche CO2-Einsparung im Bauwesen zu erreichen. Die Hauptinnovation liegt in der Konzeption, Entwicklung und Erprobung einer In-situ-Fertigung im Bereich der additiven Fertigung
(AF). Es sollen Materialien und digitale Planungsmethoden für individualisierte, multifunktionale Leichtbauteile aus Beton entwickelt werden, um diese robotergestützt additiv zu fertigen. Die Ergebnisse sollen im Baubetrieb angewendet und u.a. für den Wohnungsbau genutzt werden. Um eine signifikante CO2-Reduzierung zu erreichen, sollen die Eigenschaften der Kombination unterschiedlicher Spezialbetone innerhalb eines Bauteils und neue, vollständig digitalisierte Fertigungsprozesse für multifunktionale Leichtbauteile aus Beton untersucht werden
Abschlussbericht, erstellt durch die Verbundpartner
No full textKonventionelle Schutzsysteme in elektrischen Verteilnetzen basieren auf statischen Parametrierungen, die nicht auf veränderte Netzzustände reagieren können. Moderne Schutzgeräte sind zwar digitalisiert und über Kommunikationsprotokolle wie IEC 61850-8-1 oder IEC 60870-5-103/104 vernetzt, eine automatisierte Anpassung der Schutzparameter an aktuelle Netzzustände erfolgt bislang jedoch nicht. Eine dynamische Anpassung der Schutzparameter wird in adaptiven Netzschutzsystemen realisiert. Solche dynamisch-adaptive Konzepte sind bisher nur im Übertragungsnetz pilotiert worden.
Ziel des Projekts VeN²uS war es, ein adaptives, automatisiertes und vernetztes Schutzsystem für elektrische Verteilnetze zu entwickeln, das Schutzparameter dynamisch an den Netzzustand anpasst. Damit soll trotz wachsender Komplexität und Volatilität im Netz ein zuverlässiger, selektiver und schneller Schutz sichergestellt werden. Dies steht im Einklang mit den Zielen der Energiewende und des 7. Energieforschungsprogramms.
Zur Zielerreichung wurde ein interdisziplinärer methodischer Ansatz verfolgt, der alle Schritte von der Anforderungserhebung bis zur Laborvalidierung abdeckte. Die Projektpartner brachten spezifische Beiträge ein – darunter automatisierter Parametergenerierung, Kommunikationsarchitektur, Schutzprüftechnik, Netzleitstellenintegration und Systemmodellierung. Die wesentlichen methodischen Schritte gliederten sich in acht Arbeitspakete. Die enge Zusammenarbeit der Partner ermöglichte eine durchgängige Entwicklung vom Konzept bis zur prototypischen Umsetzung.
Das Projekt erreichte die automatisierte Generierung adaptiver Schutzparametersätze durch regelbasierte und optimierungsbasierte Verfahren. Für den Überstromzeitschutz konnten technisch konsistente Netzzustandsklassen gebildet und die Zustandsvielfalt ohne Verlust der Selektivität reduziert werden. Für den Distanzschutz war eine vergleichbare Klassifizierung aufgrund topologiespezifischer Abhängigkeiten nicht umsetzbar und blieb konzeptionell. Es wurde außerdem ein Kommunikationskonzept zur latenzarmen, zuverlässigen und sicheren Übertragung der Schutzparameter entwickelt und umgesetzt. Die Laborvalidierung verlief erfolgreich, ein geplanter Feldversuch fand nicht statt. Insgesamt ist die Methodik praxistauglich und reproduzierbar. Die entwickelten Konzepte sind ein wichtiger Schritt zur Realisierung adaptiver Schutzsysteme im Verteilnetz. Netzbetreibern wird empfohlen, frühzeitig geeignete Netzmodelle und Infrastruktur für Pilotierungen aufzubauen. Zentrale Punkte sind dabei die unterbrechungsfreie Parametrierung, Rückfallebenen, Interoperabilität und Transparenz für Betriebspersonal. Eine flächendeckende Anwendung erfordert weitere Standardisierung sowie eine abschließende Validierung im Feld
