Ingenieurwissenschaften

Nach dem ersten Spatenstich am 4. November 2010 ist mit dem NanoEnergieTechnikZentrum (NETZ) auf dem Campus Duisburg ein hervor­ragend ausgestattetes Forschungszentrum entstanden, das sich zum Ziel setzt, funktionale Nanomaterialien für energietechnische Anwendungen zu entwickeln. Dies geschieht in Prozessketten ausgehend von der Materialsynthese bis hin zu Bauteilen, wobei das hauseigene Mikroskopiezentrum die detaillierte Analyse aller Schritte ­erlaubt. Im Rahmen des gleichnamigen Projekts „NanoEnergieTechnikZentrum“ lag ein Schwerpunkt auf der Entwicklung neuer Speichermaterialen für Lithium-Ionen-Batterien. Besonders erfolgreich ist hierbei die Entwicklung von nanoskaligen Silizium-Kohlenstoff-Kompositen für die Batterie-Anode verlaufen. Auch Materialien für die Kathode, die besonders hohe Lade- und Entladeströme ermöglichen, wurden bereits durch Flammensynthese im Fachgebiet (FG) „Verbrennung und Gasdynamik“ hergestellt.
Ebenfalls um das Thema „Energie“ dreht sich die Forschung innerhalb eines EU-Konsortiums, an dem unter anderem das Fachgebiet „Energietechnik“ sowie das ZBT beteiligt sind: Die Wissenschaftler entwickeln gemeinsam mit Vertretern aus der Industrie eine kostengünstige Produktionstechnologie für die effiziente alkalische Brennstoffzelle. Dabei konnten die Simulationsergebnisse des Fachgebiet „Energietechnik“ bereits helfen, produktionstechnische Aspekte zu optimieren.
Im Juli 2012 startete das vom Land mit 1,3 Millionen Euro geförderte Projekt „ReHabX-Stroke“, an dem unter anderem das Fachgebiet „Mechanik und Robotik“ beteiligt ist. Die beteiligten Wissenschaftler setzen moderne Methoden der Bewegungssimulation ein, um virtuell verschiedene Therapiemaßnahmen zu erproben, die nach Schlaganfällen die Mobilität der Patienten wiederherstellen sollen. Bis 2015 wollen sie ein Softwaretool realisieren, das es Ärzten und ­Therapeuten ermöglicht, aufgrund quantitativer Kriterien die geeignetsten Maßnahmen zur schnellen individuellen Rehabilitation auszuwählen.
Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen des Fachgebiets „Mechatronik“ konnten im ­Oktober 2012 ein weltweit einmaliges, Seilroboter-basiertes Bewegungssystem für Windtunnel vorstellen, das die geforderten hohen Traglasten und Bewegungsmöglichkeiten in alle Richtungen überhaupt erst ermöglicht. Ebenfalls 2012 präsentierte das Fachgebiet gemeinsam mit den Fach­gebieten „Fertigungstechnik“ und „Mechanik und Robotik“ den autonomen Assistenzroboter „Faromir“, der das selbstbestimmte Altern im gewohnten Umfeld fördern soll, indem er den Gesundheitszustand eines Menschen in Echtzeit überwacht und bei Bedarf einen Notfall meldet.
Am Großprojekt „colognE-mobil“ sind zusammen mit mit RheinEnergie, Ford und der Stadt Köln gleich mehrere Fachgebiete beteiligt: Ziel dieses mit rund 7,5 Millionen Euro vom Bundesverkehrsministerium geförderten Projektes ist es, die Anwendungen von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sowie Ansprüche an die entsprechende Lade-Infrastruktur in der Modell­region Rhein-Ruhr zu untersuchen. Auch das Fachgebiet „Energietechnik“ beschäftigt sich mit Untersuchungen zum Thema Elektromobilität: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erarbeiten Batteriezustandsbeschreibungen, die möglichst genaue Aussagen zum jeweiligen ­Ladezustand, zur Funktionsfähigkeit und zum Gesundheitszustand einer Batterie erlauben.
Mit der genauen Kenntnis dieser Parameter kann beispielsweise für Elektrofahrzeuge eine genaue Reichweitenprognose erstellt werden.
In dem vom Fachgebiet Automobilwirtschaft koordinierten Projekt RUHRAUTOe werden ­intermodale Carsharing Konzepte im Ruhrgebiet erprobt und wissenschaftlich begleitet.
Um klassische fossile Energieträger geht es dagegen in einem Großprojekt, an dem das FG „Umweltverfahrenstechnik und Anlagentechnik“ beteiligt ist: Zusammen mit Industrieunternehmen haben die Forscherinnen und Forscher eine mobile CO2-Wäsche konzipiert und gebaut. So können im Labor entwickelte Waschflüssigkeiten unter realen Bedingungen kurzfristig und kostengünstig an unterschiedlichen Kohlekraftwerken, aber auch in der Zementindustrie oder in Kokereien getestet und Waschmittel unter gleichen Randbedingungen verglichen werden.