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TECHNIK FÜR DIE MENSCHEN 01/2026 spektrum DAS MAGAZIN DER TECHNISCHEN UNIVERSITÄT HAMBURG SMARTE FORSCHUNG Reaktoren regulieren sich selbst HOCHSCHULDIDAKTIK Lebenslang lehren und lernen SOFTE ROBOTER Sanft, aber zielgenau
Unsere Ingenieur*innen entwickeln Technik für die Welt von morgen. Ihr Unternehmen sucht die Gestalter*innen der Zukunft? Das sind unsere Studierenden! Werden Sie Teil unseres Unternehmensnetzwerks NORDEN WELTOFFEN. Das Career Center der TU Hamburg ist die Schnittstelle zwischen Studium und Beruf. Unser Team steht für Berufsorientierung, Profilbildung, Berufseinstieg, Messen und alle Unternehmenskontakte und natürlich für Ihre Fragen zur Verfügung! www.tuhh.de/careercenter Technisch ist das möglich. Im Labor Einer dieser Laborkittel gehört Dr. Miriam Edel. Mit ihrer Nachwuchs gruppe forscht die Mikrobiologin zu Biofilmen. Mit ihr startet das neue Format „Women in Science“. Es legt den Fokus darauf, herausragende Frauen an der TU Hamburg vorzu stellen (Seiten 28–29). IMPRESSUM spektrum – Magazin der Technischen Universität Hamburg Herausgeber Präsident der Technischen Universität Hamburg Chefredaktion Elke Schulze Redaktion Frank Grotelüschen, Stefanie Hentschel, Ulrich Hoffmann, Kai Hornburg, Vera Lindenlaub, Maren Plentz, Christina Röder, Michael Tokarski Artdirektion und Layout Herr Fritz Kommunikationsdesign Kontakt Redaktion spektrum Am Schwarzenberg-Campus 1 21073 Hamburg spektrum@tuhh.de www.tuhh.de Druck Druckerei Wulf 22143 Hamburg Anzeigen MME Marquardt 78052 Villingen-Schwenningen Tel. 07721 3171 info@mme-marquardt.de Auflage 5.000 Liebe Leserinnen und Leser, Diese Ausgabe von spektrum zeigt erneut, wie vielseitig und zukunftsorientiert die TU Hamburg in Forschung, Lehre und Internationalisierung aufgestellt ist. Vieles, was wir täglich nutzen – seien es Medikamente, Kunststoffe oder Grundchemikalien – werden in chemischen Reaktoren hergestellt. Das innere Geschehen blieb bislang meist im Verborgenen. Der Sonderforschungsbereich „SMART Reactors“ möchte dies ändern. Mithilfe von 3D-gedruckten Materialien, moderner Sensorik und Künstlicher Intelligenz sollen die Prozesse in den Reakto- ren erstmals sichtbar und besser steuerbar sein. Langfristig sollen die Reaktoren sogar weitgehend autonom arbeiten. Sie erkennen Veränderungen der Qualität der eingesetzten Rohstoffe und passen sich diesen automatisch an. So können chemische Prozesse effizienter, flexibler und zuverlässiger werden. Genauso zukunftsweisend gestaltet sich das Projekt mit dem Arbeitstitel CampusConnect, das die Hochschullehre künftigen Anforderungen anpasst. Auf innovativen, auch KI-basierten Lernumgebungen sollen neue Module wie zur Nachhaltigkeit hochschulübergreifend angeboten werden. Zunächst zur Bereicherung des Studiums, innerhalb des Curriculums und als Zusatzqualifika- tion in Form von Microcredentials und Zertifikaten, mittelfristig als Einstieg in das Lebenslange Lernen, um einer sich rapide wandelnden Arbeitswelt zu begegnen. Nicht zuletzt möchte ich Studierende ermutigen, die Chance eines Auslands- semesters zu nutzen. Der Blick über den Tellerrand erweitert nicht nur den fachlichen Horizont, sondern auch die persönliche Perspektive. Die TU Hamburg unterstützt ihre Studierenden auf diesem Weg mit gezielter Beratung und viel- fältigen Mobilitätsprogrammen. Ich wünsche Ihnen eine inspirierende Lektüre! Ihr Prof. Dr.-Ing. Andreas Timm-Giel Präsident der Technischen Universität Hamburg 0 3 l e z l u h c S e k E / g r u b m a H U T , e l r e b ä H a v E , ) l e t i T ( i d m h c S n a i t s i r h C : s o t o F
THEMEN 06 News. In Bild und Text. 12 Kunst und Technik. Das passt zusammen. 13 Im Eis der Elbe. Proben unter der Lupe. 14 Didaktik. Neue Lehr- und Lernstrukturen. 18 Robotik. Sanfte Maschinen. 22 Forschung. Reaktoren werden smart. 28 Fokus. Women in Science. 30 Offshore. Windparks leben länger. 34 Blue Battery. Batterie der Zukunft. 36 Umfrage. Wissenschaft voran. 38 Studierendenaustausch. Ab ins Ausland. 42 Alumni-Porträt. Von Chips und Menschen. 44 Lebenszyklusanalyse. Was Kaffee kostet. 48 Startup. Wartung im Gleisbett. 30 18 22 34 13 l 28 l o t S d n a n d r e F , i e z l u h c S e k E l , r e d ö R a n i t s i r h C , g r u b n r o H i a K / g r u b m a H U T , e b o d a . k c o t s , 44 i d m h c S n a i t s i r h C 0 4 0 5 : s o t o F
START FÜR DAS TEAM DES EXZELLENZCLUSTERS BLUEMAT Der Startschuss für eine neue Phase der Materialienforschung ist gefallen. Für die neuen Mitarbeitenden begann der Exzellenzcluster BlueMat – Water-Driven Materials offiziell mit dem Auftakt im Ditze-Auditorium der Technischen Universität Hamburg. Die erste Generalversammlung zeigte, dass BlueMat nicht nur für zukunfts- weisende Wissenschaft, sondern für ein neues, wachsendes Team steht, das diese Forschung trägt und gestaltet. Das Sprecherteam mit Prof. Christian Cyron, Prof. Patrick Huber und Prof. Irina Smirnova (1. Reihe, 7., 8., 9. v. l. n. r.) steht für die Signalwirkung, die von diesem Projekt ausgehen möge. Huber hob in seiner Begrüßungsrede vor allem die Rolle der neuen Mitarbeitenden hervor – von Doktorandinnen und Doktoranden über Postdocs bis hin zu den Projektverantwortlichen (Principal Investigators, PIs) sowie zentralen Serviceeinheiten. https://www.tuhh.de/bluemat/homepage t s a T a r o d a s I : s o t o F
+ + + NEWS TRENDS IN DER LOGISTIK ⸻ Cybersicherheit, Digitalisierung der Geschäftsprozesse und Kosten- druck – das sind die drei aktuellen Trends in der Logistik und im Supply Chain Management (SCM). Dies zeigt der neue große Studienbericht „Trends und Strategien“. Erstellt wurde dieser unter der Federführung eines Expertenteams der TU Hamburg für die Bundesvereinigung Logistik (BVL). Schon in der bisher letzten Ausgabe der Studie 2023/24 belegten Cybersicherheit und Digitalisierung der Geschäftsprozesse die beiden ersten Plätze. In der aktuellen Studie wurde der Faktor Kostendruck erheblich wichtiger eingeschätzt und landete auf Platz 3. Einen deutlichen Sprung nach oben machten auch die Themen Automatisierung (Platz 4), Business Analytics (Platz 5) sowie Künstliche Intelligenz (Platz 12). Befragt wurden insgesamt 202 Logistik- und SCM-Verantwortliche aus dem deutschsprachigen Raum. Ihrer Ansicht nach bleibt noch viel zu tun: Die Unternehmen müssen sich wirksam an die strategisch relevanten Trends an- passen und dazu ihre Transformationsprozesse gezielt priorisieren. Im Hinblick auf die Rahmenbedingungen wird noch mehr Unterstützung von der Politik gewünscht. Die aktuelle Studie erhoben hat das Institut für Logistik und Unter- nehmensführung der TU Hamburg mit Prof. Wolfgang Kersten, Dr. Birgit von See und Sandra Heymann sowie Prof. Martin Schwemmer von der Hochschule Heilbronn. https://www.bvl-trends.de/ Study Abroad! ⸻ In diesem Jahr findet am 6. Mai ab 14 Uhr zum ersten Mal eine „Study Abroad Fair“ an der TUHH in den Räumlichkeiten des LuK statt. Es wird Ländertische geben, an denen ehemalige Outgoing-Studierende ihre Erfahrungen aus dem Ausland teilen und aktuelle Exchange Incomings von ihren Heimatuniversitäten berichten. Interessierte Studierende können ins Gespräch kommen, sich aus ers- ter Hand Tipps holen, was es bei der Planung eines Auslandsaufenthaltes zu beachten gilt, und sich inspirieren lassen. Zudem wird es Vorträge der Abteilung International Affairs zu den verschiedenen Möglichkeiten der Or- ganisation von Studium, Praktikum, Kurzzeitmobilitäten im Ausland und zur interkulturellen Vorbereitung ge- ben. Informiert und entspannt bleiben ⸻ Das Lernangebot „News-Life-Balance“ der Hamburg Open Online Uni- versity beschäftigt sich mit dem Thema Nachrichtenmüdigkeit und untersucht die Gründe dafür. Der Kurs führt durch die zentralen Ursachen von Nach- richtenmüdigkeit, zeigt anhand aktueller Forschung, wie Mediennutzung und Nervensystem zusammenhängen, und bietet Übungen, Reflexionsimpulse und praktische Strategien für einen gesünderen Umgang mit Nachrichten. Dazu passt die Episode des Wissenschaftspodcasts „Wissenschaft kurz erklärt“, News- Life-Balance: Wie wir informiert bleiben, ohne auszubrennen. Das Angebot ist ein Kooperationsprojekt der Hamburg Media School mit der Technischen Uni- versität Hamburg. https://portal.hoou.de/lernangebote/ Logistik und Supply Chain Management stehen vor immer größeren Herausforde- rungen Positive Entwicklung bei MINT-Fächern ⸻ 39 Prozent aller Studienan- fängerinnen und -anfänger im ers- ten Fachsemester wählten im Studien- jahr 2024 ein MINT-Fach, das waren knapp 318.800 Personen. Die meisten von ihnen begannen ein Studium in Informatik (45.800), gefolgt von Ma- schinenbau/-wesen (23.100) und Wirt- schaftsinformatik (22.000). Insgesamt ist die Zahl der Studienanfänger*innen um drei Prozent gegenüber dem Vor- jahr gestiegen. Der Anstieg in diesen Fächern fiel damit noch etwas höher aus als bei den Neustudierenden ins- gesamt: 2024 war deren Zahl mit rund 823.900 um zwei Prozent höher als im Studienjahr 2023. Im langfristigen Ver- gleich ist die Zahl der Studierenden, die sich in einem MINT-Fach einge- schrieben haben, allerdings gesunken: Im Studienjahr 2024 waren es fünf Pro- zent weniger als zehn Jahre zuvor. y a b a x P i , t r e i r e n e g I K : s o t o F 0 9
+ + + NEWS Hamburg gründet Materialprüfungsanstalt ⸻ Das Bauwesen gehört zu den ressourcen-, energie- und abfallin- tensivsten Branchen. In der Wieder- verwendung von Materialien liegt daher ein enormes Potenzial für den Klima- und Ressourcenschutz. Mit einer eigenen anerkannten Prüf-, Überwa- chungs- und Zertifizierungsstelle will Hamburg nun den Einsatz recycelter Bauteile und Baustoffe erheblich er- leichtern und weiter vorantreiben. Zu den Aufgaben der neuen Materialprüf- institution gehören beispielsweise Prü- fungen der Tragfähigkeit und Qualität von Baustoffen sowie die grundsätzli- che Wiederverwendungsfähigkeit und Eignung gebrauchter Bauteile. Nach erfolgreichem Abschluss der dreijäh- rigen Pilotphase ist eine Verankerung der Institution in Hamburg vorgese- hen, verbunden mit einem weiteren Ausbau der Kapazitäten und Dienst- leistungen. Getragen wird das Vorhaben von den drei Hamburger Wissenschaftsein- richtungen Tutech Innovation GmbH (Projektmanagement), Technische Universität Hamburg und HafenCity Universität Hamburg sowie von der Behörde für Stadtentwicklung und Wohnen der Freien und Hansestadt Hamburg. r e h c t t i B n a i t s i r h C / g r u b m a H U T , t s a T a r o d a s I , l a t n e n i t n o C Materialien im Bau zu überprüfen, zu zer- tifizieren und zu recyceln, ist die Aufgabe der neuen Materialprüfinstitution , x o b r u o o C l : s o t o F Der Continental-Standort in Hamburg-Harburg VON DER UNIVERSITÄT ZUM INDUSTRIEPARTNER ⸻ Das Hamburger Biotech-Startup COLIPI, ein Spin-off der Technischen Universität Hamburg, hat eine Partnerschaft mit dem Reifenhersteller und Industriespezialisten Continental geschlossen. Ab Sommer 2026 wird COLIPI Räumlichkeiten am ContiTech-Standort Hamburg-Harburg anmieten und dort CO₂-haltige Abluft aus der Produktion zur Züchtung von Mikroorganismen nutzen. Der entscheidende Meilenstein dafür wurde bereits vergangenes Jahr erreicht: Das Startup konnte erfolgreich nachweisen, dass unbehandeltes Verbrennungsgas aus der Continental-Dampferzeugung das Bakterienwachs- tum nicht beeinträchtigt. Die Mikroorganismen nutzten das enthaltene CO₂ als Kohlenstoffquelle. Die enge Zusammenarbeit zwischen COLIPI und der TU-Tochter für Technologietransfer (Tutech) war dabei von Bedeutung: Tutech unterstützte das Startup mit internationalen Kontakten und half bei Patentanmeldungen und Finanzierungsanträgen. Dies ermöglichte COLIPI beeindruckende Finan- zierungsrunden von insgesamt über sechs Millionen Euro. Die Kooperation fügt sich perfekt in die Partnerschaft zwischen Continental, TU Hamburg und Tutech ein, die gezielt auf Green Technology setzt. Durch die Umwandlung von CO₂ in wertvolle Climate Oil®-Biomoleküle – eine nachhaltige Alternative zu Palmöl – wird Hamburg-Harburg als Innovations-Hotspot für klimaneutrale Biotechnologie weiter gestärkt. 1 0 Neuer Studiengang: Computational Methods and Machine Learning Herausforderungen computerbasiert lösen ⸻ Wie dick muss eine Flugzeugwand gebaut sein, um leicht, aber stabil genug zu sein? Reale ingenieurwissenschaftliche Herausforderungen, die Studierende des neuen internationalen Masterstudiengang „Computational Methods and Machine Learning in Engineering“ an der TU Hamburg zukünftig beschäftigen könnten. Der neue internationale Masterstudiengang beginnt im Wintersemes- ter 2026/27. Um komplexe physikalische Probleme zu analysieren und zu lösen, erlernen die Studierenden Simulationstechniken – etwa zur Verformung von Strukturen, zur Berechnung von Tragfähigkeit, Bewegung oder Strömungen – sowie numerische Modellierung oder die Entwicklung von Algorithmen. Das englischsprachige Masterstudium richtet sich an Bachelor-Absolvent*innen der Ingenieurwissenschaften, insbesondere aus dem Maschinenbau, Bauingenieur- wesen, der Technomathematik oder eben dem Computational Engineering. In den vier Semestern werden sowohl theoretische Grundlagen wie Differential- gleichungen und Numerik als auch die praktische Anwendung vor allem durch Programmierungen vermittelt. https://www.tuhh.de Jugendliche lassen Roboter tanzen ⸻ Bei der NORDMETALL RoboCup Junior Qualifikation auf dem Campus der TU Hamburg sind insgesamt 64 Schülerinnen und Schüler aus Norddeutsch- land mit selbst gebauten und programmierten Robotern angetreten. An zwei Tagen kämpften die Teilnehmer*innen im Alter zwischen 10 und 19 Jahren mit ihren Teams in verschiedenen Wettbewerben. In diesem Jahr konnten sich beim Wettkampf an der TUHH letztlich acht Teams die begehrten Startplätze für die Deutschen Meisterschaften in Köln sichern. Dort ist eine Qualifikation für die EM in Österreich und für die WM in Incheon, Südkorea, möglich. Der RoboCup ist der führende und größte Wettbewerb für intelligente Roboter. Der Wettkampf gilt weltweit als bedeutendes Technologieevent in Forschung und Ausbildung. Die Besonderheit: Die Roboter dürfen nicht ferngesteuert werden. Außerdem ist es verboten, den Robotern vor einem Parcours Informationen über diesen zu geben. Die Maschinen müssen völlig autonom navigieren. TERMINE 02.06.2026 22. HAMBURGER BAUTAG ZUKUNFTSPERSPEKTIVE VERKEHRSINFRASTRUKTUR TUHH Gebäude A und B - - - - - 12.06.2026, 16–20 UHR GRADUATION CEREMONY 2026 Friedrich-Ebert-Halle Alter Postweg 34 Schwarzenberg-Campus - - - - - 22.–24.09.2026, 13–22 UHR SOMMERFEST MUSIK, ESSEN, ERLEBEN TUHH-Campus – rund um den Teich - - - - - 17.06.2026, 08:30–16 UHR 8TH INTERNATIONAL SEMINAR ON AEROGELS Audimax II & Gebäude A Teilnehmende der RoboCup Junior https://robotik.tuhh.de/robocup-junior Qualifikation an der TU Hamburg 1 1
M I S S I O N M I S S I O N Wie können Ingenieure und Künstler zusammenarbeiten? „Eternal Dawn“, ewige Morgendäm- merung – so heißt das Projekt des Komponisten Alexander Schubert, das Anfang des Jahres im Theater Kampnagel in Hamburg aufge- führt wurde. Die Hauptfiguren des multimedialen Bühnenstücks sind Cyborg-ähnliche Wesen mit künst- lichen Körperteilen. Kunst trifft Technologie: Das galt auch hinter den Kulissen. Verantwortlich für die Automatisierung und Roboter- programmierung war Maschinen- bauexperte Dr. Mohammad Sadeghi. Eine Aufgabe nicht ohne Hindernisse, wie er erklärt. „Mit Kunst hatte ich in meinem Leben bisher nicht viel zu tun. Ich bin Inge- nieur. Auf die neue Aufgabe habe ich mich sehr gefreut, musste aber schnell feststellen, welche Herausforderungen es gibt. Beide Seiten – Künstler*innen wie Ingenieur*innen – setzen be- stimmte Dinge voraus, die für sie selbst völlig klar sind, aber für die andere Seite nicht unbedingt. Für mein Team und mich war es anfangs schwer, man- D R . M O H A M M A D S A D E G H I che der künstlerischen Anforderungen zu verstehen. Und den Künstler*innen ging es mit uns ähnlich. Für das Stück habe ich mit meinem Team unter anderem ist Postdoc am Institut für Mecha- tronik im Maschinenbau der TU Hamburg. Darüber hinaus arbeitet er zusammen mit seinen Mitarbei- tern Kyrillos Adeeb und Inderawes am Entwurf und der Herstellung einer Khalil am ligeti zentrum, einem programmierbaren Roboterarmver- längerung gearbeitet. Basis war ein Industrieroboter, der mehr Bewe- gungsfreiheit und größere Reichweite haben sollte. Aber Industrieroboter ha- ben viele Beschränkungen, etwa was Traglast und Drehmoment betrifft. Das sind Größen, mit denen Künstler*in- nen normalerweise nicht zu tun ha- ben. Man kann nicht einfach Arm- komponenten hinzufügen, ohne die Massenverteilung neu zu berechnen und den Schwerpunkt des Roboters entsprechend anzupassen. Die Folge: Einige Posen sahen perfekt aus, aber in anderen hat der Roboter nicht mehr funktioniert. Letztlich haben wir gemeinsam, wie ich finde, sehr gute Lösungen ge- funden. Das Bühnenstück war ein interdisziplinären Transferzentrum, das Bereiche der Künste, Wissen- schaft, Gesundheit und Technologie verbindet. voller Erfolg und die Arbeit eine ein- zigartige Erfahrung. Meiner Ansicht nach spiegelt diese Art von interdis- ziplinärer Arbeit das Kernprinzip des ligeti zentrums wider: Brücken zwi- schen den Disziplinen zu bauen. Ich freue mich schon darauf, das Projekt weiterzuentwickeln und die Technolo- gie kontinuierlich zu verbessern. Ent- scheidend ist es, sich in die Perspektive des anderen zu versetzen, das Problem aus verschiedenen Blickwinkeln zu be- trachten. So gesehen hat mich die Zu- sammenarbeit mit den Künstler*innen sogar wahrscheinlich zu einem besse- ren Ingenieur gemacht.“ r e d ö R a n i t s i r h C / g r u b m a H U T , t a v i r p , e n h ü K d r a h r e G : s o t o F Wenn Bühnenkunst auf Robotik trifft: Eine Aufführung im Theater Kampnagel Warum interessiert sich eine Schiffbauerin für Eis? Jährlich unternehmen Ingenieu- rinnen und Ingenieure der Fach- richtung Schiffbau der TU Hamburg wissenschaftliche Expeditionen in die Arktis, um Eis zu untersuchen. Dabei interessieren sie sich für Dichte, Temperatur und Salzgehalt, aber auch für die enormen Kräfte, die Eis entfalten kann. Mit speziel- ler Ausrüstung bohren die For- schenden bis zu 3,5 Meter lange Eis- kerne und messen Kompressions-, Biege- und Zugfestigkeit. Aus den Messungen können sie ableiten, wie das Eis auf Schiffskörper wirkt. „Eis ist viel fester, als man auf den ers- ten Blick vermutet, und stellt deshalb eine enorme Belastung für Schiffe dar. Da wir sichere Schiffe bauen wollen, müssen wir das Medium Eis noch viel besser verstehen. Das ist insbesonde- re vor dem Hintergrund wichtig, dass Schiffe, gerade große Containerschiffe oder Frachter, darauf ausgelegt sind, mit möglichst wenig Material mög- lichst viel Last zu tragen. Das macht sie zwar effizient und vergleichsweise leicht, aber dadurch auch empfind- lich gegenüber punktuellen Kräften, wie sie durch Eis entstehen. Während spezialisierte Eisbrecher mit extra ver- stärkten Rümpfen, dickeren Platten und besonders engen Spanten ausge- stattet sind, sind viele andere Schiffe nicht auf den Kontakt mit Eis ausge- legt. Kommt es dennoch zu einem hef- tigen Zusammenstoß mit Eis, kann das schwerwiegende Folgen haben: Risse in der Außenhülle, Wassereinbruch oder sogar das Austreten von Treib- stoffen und anderen Flüssigkeiten. Im schlimmsten Fall bleibt das Schiff lie- gen und muss aufwendig abgeschleppt werden. Solche Szenarien wollen wir als Schiffbauer*innen unbedingt ver- hindern. In diesem kalten Hamburger Winter fanden wir es spannend, nun auch einmal das Eis in unseren Breiten Der Eisberg, auf dem Lina Schoepflin steht, besteht aus aufgeschichtetem sehr festem Eis, das einem Presseisrücken ähnelt, wie er auch in der Arktis vorkommt L I N A S C H O E P F L I N forscht am Institut für Konstruktion und Festigkeit von Schiffen unter der Leitung von Franz von Bock und Po- lach. Im Jahr 2025 nahm sie an ihrer ersten wissenschaftlichen Expedition Arktis-Equipment im Einsatz an der Elbe: Mit dem Mobile Ice Strength Test Device zu untersuchen, denn auch in Ham- in die Arktis teil, um vor Ort Eispro- burg fahren zum Beispiel Hafenfäh- ren, Container- und Binnenschiffe, die mit dem Eisgang klarkommen müssen. Und unsere ersten Messungen haben ben zu nehmen und mechanische Messungen durchzuführen. In diesem Winter konnte sie zusammen mit ihren Kolleg*innen auch bei sich zu kann die Kompressions-, Biege- und Zug- ergeben, dass auch nicht arktisches Hause an der Elbe Eis untersuchen. festigkeit des eingespannten Eisblocks bestimmt werden Eis in unseren Breiten eine enorme Festigkeit haben kann.“ 1 3
DER WEG LEBENSLANGEN LERNEN 1 4 C A M P U S Hier entsteht ein riesiges Labor: Wie das Projekt mit dem Arbeitstitel CampusConnect die Hochschullehre neu erprobt ZUM D Die hereinstrahlende Sonne hebt die Laune und unterstützt das Gefühl nach Aufbruch, das sich an diesem Ort aus- breitet. Hier wird gedacht und experi- mentiert, aber in dem Raum befinden sich keine Reagenzgläser oder Bunsen- brenner, sondern Laptops und Skizzen voller Pfeile, Kästen und Verbindungen. Was hier entsteht, ist ein riesiges Labor des Lernens. Ein Labor, das sich nicht auf einen Campus beschränkt, sondern quer durch die Republik spannt. „Das deutsche Hochschulsystem ist renovierungsbedürftig“, sagt Prof. Sönke Knutzen vom Institut für Tech- nische Bildung und Hochschuldidaktik der TU Hamburg. „Wir müssen fit blei- ben, um neben privater und internatio- naler Konkurrenz bestehen zu können.“ Seine Stimme klingt bestimmt, denn er weiß: Es geht um nicht weniger als die Zukunft akademischer Bildung. Prof. Sönke Knutzen, Leiter des Instituts für Technische Bildung und Hochschuldidaktik (ITBH) Abschlüsse sind kein Endpunkt mehr Bachelor. Master. Und dann? Für viele war das lange die klassische Linie. Doch in einer Welt, in der sich Technologien und Berufsbilder rasant verändern, reicht das nicht mehr. Lebenslanges Lernen wird zur Voraussetzung. „Mit dem Erwerb eines Abschlusses muss die akademische Ausbildung nicht zu Ende sein“, betont Knutzen. „Zusätz- liche Zertifikate und hochschulüber- greifende Abschlüsse sind die Zukunft.“ 1 5
C A M P U S schulen bilden ein Tandem und ver- antworten ein inhaltlich verwandtes Arbeitspaket. Die TU Hamburg arbeitet mit der RWTH Aachen zusammen. „Wir kümmern uns darum, wie wir Künst- liche Intelligenz einsetzen und wie digitale Lernumgebungen aussehen können, um hochschulübergreifende Räume zu ermöglichen“, erklärt Didak- tiker Knutzen. Studierende sollen Kompetenzen erwerben, um die Welt von morgen sinnvoll mitzugestalten. Dazu gehö- ren Kompetenzen wie etwa Perspek- tivwechsel oder kritisches Denken. Letzteres spielt auch für die Nutzung von KI eine zentrale Rolle. KI wird im Projekt deshalb nicht nur als Werkzeug, sondern auch als Lerngegenstand ein- gesetzt. „Wir wollen Zukunftskompe- tenzen systematisch entwickeln und denken dabei KI von Anfang an mit“, erklärt Annett Lehman, wissenschaft- liche Mitarbeiterin und Koordinatorin im Projekt. Dafür hat sich das „Cam- pusConnect“-Team im Dezember 2025 auf den Weg nach Aachen gemacht, um mit den Kolleg*innen der RWTH Aachen am gemeinsamen Arbeitspa- ket rund um innovative und flexible Lehr- und Lernstrukturen zu arbeiten. An den zwei Tagen haben die beiden Teams Forschungsergebnisse ausge- tauscht, Visionen entwickelt und kon- krete nächste Schritte für die gemeinsa- me Arbeit definiert. Für die TUHH sind dafür noch Vanessa Kortegast, Katrin Bock und Sabine Walczak im Projekt tätig. Am Institut für Technische Bildung und Hochschuldidaktik beginnt man nicht bei null. Der bestehende SDG Campus – eine Lernplattform rund um die Sustainable Development Goals – dient als Ausgangspunkt. „Wir nehmen Christina Debbelt, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Technische Bildung und Hochschuldidaktik Der Blick geht dabei über Deutschland hinaus: „Hier können wir uns beispiels- weise von den Niederlanden und inter- nationalen Universitäten eine Scheibe abschneiden“, sagt er. „Auch der bereits bestehende Europass ist für uns ein interessantes Konzept, das wir auch für unsere Hochschullandschaft mitden- ken.“ Was noch abstrakt klingt, soll kon- kret werden: im Projekt CampusCon- nect – Sharing Innovative Education. Sechs Hochschulen, vier Jahre Laufzeit – mit Option auf Verlängerung. Gefördert von der Stiftung Innovation in der Hochschullehre verfolgt das Ver- bundprojekt ein ambitioniertes Ziel: hochschulübergreifende „Räume“ zum gemeinsamen Lernen und Lehren zu schaffen. Mit dabei sind die Bauhaus- Universität Weimar, die HafenCity Uni- versität Hamburg, die RWTH Aachen, die Technische Universität Dresden, die Universität Stuttgart und als Gesamtko- ordinatorin die Technische Universität Hamburg. Die Stiftung hat den Part- nern eine klare Botschaft mitgegeben: Seid mutig! Seid disruptiv! Wagt Neues! Tandems statt Einzelkämpfer Das Projekt ist wie ein Forschungsver- bund organisiert. Jeweils zwei Hoch- 1 6 unseren SDG Campus als Basis und bauen ihn weiter aus“, erklärt Christi- na Debbelt, ebenfalls wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut. „Dort entste- hen interaktive und KI-gestützte Lern- umgebungen, die Studierende hoch- schulübergreifend nutzen können.“ Nachhaltigkeit bleibt dabei ein Schwer- punkt. Bislang entwickelten Lehrende ergänzend zu ihren Lehrveranstaltun- gen zusätzliche Kurse, die über die Plattform zugänglich gemacht wurden. Inhalte wurden mediendidaktisch auf- bereitet und Formate gemeinsam mit Studierenden weiterentwickelt. Künftig soll das größer gedacht werden: mit offenen Lernräumen, kollaborativen Projekten und digitaler Vernetzung über Hochschulgrenzen hinweg. Räume für digitales Lernen schaffen CampusConnect möchte Studierende zusammenbringen. Ein weiterer Bau- stein sind deshalb Begegnungsräume für sie. Dazu gehören hybride Lernum- H B T I / g r u b m a H U T , t s a T a r o d a s I : s o t o F Ebenfalls mit im Team des ITBH: Annett Lehmann gebungen sowie hochschulübergrei- fende SummerSchools – also physische Lernräume, die das digitale Angebot ergänzen. Die Technische Universität Dresden und die Bauhaus-Universi- tät Weimar entwickeln solche Begeg- nungsräume. „Wir möchten mit innovativen Wegen des Lernens experimentieren, die auch persönlichen Hintergründen und Präferenzen der Lernenden ge- recht werden“, betont Debbelt. Das Ziel: flexible Lernpfade auszubilden. Micro- credentials, also kleinere zertifizierte Lerneinheiten, ermöglichen individuel- le Schwerpunktsetzungen. Im Tandem arbeiten die Universität Stuttgart und die HafenCity Universität Hamburg da- ran, Microdegrees und einen europa- weit vergleichbaren Abschlussrahmen zu entwickeln. „Die Qualitätssicherung sehen wir als zentralen Aspekt bei der Etablierung der Angebote, damit Stan- dards eingehalten und Abschlüsse ver- gleichbar sind“, sagt Lehmann. Geschwindigkeit durch Vernetzung Das klingt zunächst nach viel Aufwand. „Als einzelne Hochschule kann man das nicht alleine schaffen“, erklärt Sönke Knutzen. „Wir orientieren uns an der Forschung, die seit Jahren erfolgreich in Verbundprojekten arbeitet.“ Durch die inhaltliche Aufteilung entstehen Räume, in denen jede Universität ihre Stärken einbringen kann. „Wir arbei- ten zusammen, bleiben aber flexibel in unseren Einheiten“, so Knutzen. „Zu- sammen können wir schneller lernen und innovieren.“ So entsteht Schritt für Schritt ein Netzwerk, das Lehre neu denkt. Langfristig reicht der Horizont noch weiter. Knutzen skizziert eine Vertreter*innen der Verbundhochschulen beim Netzwerktreffen im September 2025 im Hamburg Innovation Port nen Studium endgültig zu verabschie- den. CampusConnect ist ein Labor mit offenen Türen. Kein abgeschotteter Raum, sondern ein Netzwerk. Wenn al- les gelingt, wird der Campus der Zukunft kein Ort mehr sein, den man betritt und wieder verlässt. Sondern ein Raum, in dem man bleibt – ein Leben lang. Elke Schulze Zukunft, in der die TU Hamburg nicht nur national, sondern international eingebunden ist – etwa in bestehende Netzwerke wie den Zusammenschluss innovativer europäischer Universitäten (ECIU), die Hamburg Open Online Uni- versity oder der United Nations Uni- versity Hub. „Irgendwann sind wir Teil eines großen Bildungsnetzwerks“, sagt er. „Dafür haben wir mit CampusCon- nect sechs Jahre Zeit.“ Sechs Jahre, um Strukturen zu verändern, um Zertifikate kompatibel zu machen, um digitale und physische Räume zu verbinden – und vielleicht auch, um das Bild vom abgeschlosse- „CampusConnect – Sharing Innovative Education“ ist ein Verbundprojekt der sechs Hochschulen Bauhaus-Universität Weimar, HafenCity Universität Hamburg, RWTH Aachen, TU Dresden, TU Hamburg und Universität Stuttgart. Finanzierung: Stiftung Innovation in der Hochschullehre Laufzeit: Oktober 2025 bis September 2029. https://sdg-campus.de/ 1 7
M I S S I O N SOFTROBOTIK – WENN ROBOTER WEICH WERDEN Statt harter Metallstrukturen stehen bei der Softrobotik nachgiebige Materialien, flexible Körper und sanfte Bewe- gungen im Mittelpunkt. So entsteht die Möglichkeit, sicher mit Menschen zu interagieren und empfindliche Objekte zu handhaben. B Bei dem Wort Roboter denken Laien meist noch an eine Art Mensch aus Metall, mit Armen, Beinen, Torso und Kopf. So wie der goldige C-3PO aus Star Wars. Oder der böse T-800 aus Terminator. Solche Wesen sind noch immer Sci-Fi. In der Praxis hat sich eine andere Art Roboter jedoch schon längst breit durchgesetzt: ein meist stationärer, starrer, hochpräziser 6-Achs-Knickarm, der für seine Aufgabe optimiert ist. Dieser kann zum Beispiel Teile greifen, vereinzeln und sortieren. Er kann stundenlang gleichmäßige Schweißnähte ziehen, 1 8 Softroboter bestehen aus nach- giebigen Materialien, die sich biegen, drehen und berühren können Die Arme der Softroboter bewegen sich sanft, aber kontrolliert aus nachgiebigen Materialien, die sich biegen, drehen und sicher berühren können. „Wir wollen die Verformungen der weichen Materialien nicht loswerden, sondern produktiv nutzen“, erklärt Grube. Lebensnahe Anwendungen So erreicht Robotik Bereiche, die bisher zu empfindlich oder zu menschlich waren, von der Pflege über die Re- habilitation bis zur Lebensmittelherstellung. Die zentrale Idee der Softrobotik ist nicht mehr maximale Kraft und Präzision, sondern kontrollierte Sanftheit. So entsteht eine Technologie, die Menschen entlastet, ohne sie zu gefährden. In der nahen Zukunft wären dann Anwendungen beispiels- weise in der Herstellung, der Logistik sowie im Gesundheits- wesen denkbar. Weiche Greifer könnten Obst, Gemüse oder Backwaren schonend handhaben. Textile Exosuits könnten Hüft- oder Schulterunterstützung bieten beim Heben, bei Arbeiten über Kopf oder bei langen Stehschichten. Reha- Handschuhe und Soft-Orthesen erlauben ein intensiveres, alltagsnahes Training nach Schlaganfällen. Weiche, sichere Greifmodule an Rollstuhl oder Bett helfen beim Umsetzen, Waschen, Anziehen. Soft-endoskopische Tools schlängeln sich sanft durch enge anatomische Räume. Spezialisierte Inspektionsroboter übernehmen die Arbeit in gefährlichen oder schwer zugänglichen Bereichen, beispielsweise der Flughafentechnik, oder auch nach Naturkatastrophen. Der Bedarf ist groß. Viele der drängendsten Heraus- forderungen in Industrie und Gesundheitswesen sind 1 9 Großserien lackieren und beschichten, Dichtmasse, Klebstoff oder Verguss präzise auftragen, Waren auf Paletten stapeln oder von diesen herunternehmen, schleifen, polieren und entgraten. Doch die Aufgaben müssen wiederholbar und klar definiert sein und in einer kontrollierten Umgebung stattfinden. Die „Softrobotik“, an der Dr. Malte Grube am Institut für Mechanik und Meerestechnik der TU Hamburg forscht, dreht das Bild der menschlichen Maschine um. Softroboter bestehen l l i o t S d n a n d r e F / g r u b m a H U T : s o t o F
körperlich: heben, greifen, halten, stützen, wiederholen – und das acht Stunden am Tag, jahrelang. Softrobotik macht es möglich, dass Maschinen direkt neben Menschen einge- setzt werden können und gemeinsam Aufgaben abarbeiten. Doch wird weiches Material zügig bewegt, beginnt es zu schwingen. Das lässt sich auf jeder Baustelle beobachten: Stoppt der Kran seine Drehung, schwingt die Last unten am Seil noch nach. Dasselbe passiert mit Containern im Hafen. Erst wenn die Schwingung abklingt, ist die Zielposition wirk- lich erreicht. Je schneller, desto besser. Denn Zeit ist Geld. Das Prinzip der Optimierung auf bestimmte Aufgaben bleibt auch in der Softrobotik erhalten. Humanoide Strukturen nachzubauen, ist nicht effizient: „Die Hand zum Beispiel hat sich im Lauf der Evolution gebildet“, erklärt Grube. „Dabei kommt typischerweise nichts Optimales heraus, sondern nur etwas, das hinreichend gut funktioniert.“ Zum Greifen beispielsweise sind keine fünf Finger nötig, oft reichen drei. Adaptive Steuerung Für seine Dissertation ließ Grube einen Softroboterarm aus Silikon ein Dreieck abfahren. Langsam geht das recht sauber: Doch lässt man den Arm schneller agieren, beginnt er, deutlich zu schwingen. Grube modellierte das dynami- sche Verhalten des Softroboters mithilfe mechanischer und datenbasierter Modelle. So konnte er berechnen, wie der Softroboter angesteuert werden muss, um auch schnelle Bewegungen präzise auszuführen. Dafür müssen die er- Softroboter sind auf die Interaktion mit Menschen ausgelegt 2 0 „Im Prinzip haben wir alles, was wir brauchen, um eine neue Art der Robotik zu entwickeln und zahlreiche praktische Probleme zu lösen.“ Dr. Malte Grube warteten Schwingungen im Voraus ausgeglichen werden. „Unser Ziel besteht nicht darin, den ganzen Softroboter in Ruhe zu halten. Das ist technisch nicht möglich. Der Körper darf auch gern schwingen. Nur die Spitze bleibt in Ruhe“, erklärt Grube. Das gelingt bereits recht gut und ist ein solider erster Schritt für die Nutzung von Softrobotern. Zwei weitere Faktoren sind jedoch zu berücksichtigen. Erstens lässt sich die Position des Greifers nicht einfach aus der Bewegung folgern, anders als bei einem starren Roboterarm. Denn der Softroboter biegt sich, wackelt oder schwingt. Zweitens sind Softroboter für die Interaktion mit Menschen ausgelegt, sodass zum Beispiel versehentliche Berührungen hinzu- kommen. Der Steuerung muss daher eine Reglung hinzugefügt werden. Eine Regelung erfordert Feedback, dadurch ist eine Reaktion auf unvorhersehbare Einflüsse, Störgrößen und nicht modellierte Effekte möglich. Menschen fällt das nicht schwer. Wir sehen, was geschieht, und können bei Bedarf korrigieren. Doch eine Nachverfolgung der Bewegungen mit Kameras ist aufwendig, weil zahlreiche Perspektiven M I S S I O N benötigt werden. Softroboter benötigen daher eigene, neu- artige Sensoren. Sie ermitteln die tatsächliche Position im Raum. Der Weg in die Praxis bei uns. Im Prinzip haben wir alles, was wir brauchen, um eine neue Art der Robotik zu entwickeln und zahlreiche praktische Probleme zu lösen. Jetzt geht es darum, Steue- rung, Sensorik und Materialien zu optimieren.“ Ulrich Hoffmann So vielversprechend die Softrobotik also ist, bis zum breiten Einsatz müssen noch einige Hürden genommen werden. Eine davon ist die Robustheit. Silikon lässt sich gut ver- arbeiten, ist aber vergleichsweise rissanfällig und daher insbesondere unter rauen Umgebungsbedingungen für den Dauerbetrieb schlecht geeignet. Alternative Gummi- materialien und neue Fertigungsmethoden rücken daher in den Fokus. Besonders im Gesundheitswesen kommt ein weiterer Faktor hinzu: Sicherheit und Zulassung. Der zu erwartende Nutzen ist groß, doch der Weg in die Praxis dauert, weil jede Interaktion mit dem menschlichen Körper streng geprüft und höchsten Standards entsprechen muss. Dennoch ist Grube zuversichtlich: „Die Modelle existieren bereits hier Das DFG-Projekt „Echtzeitfähige Modellinversion mittels Servo-Bindungen für schnell bewegte Softroboter“ soll bis 2028 klären, wie Softroboter mit möglichst geringem Rechenaufwand und somit in Echtzeit gesteuert werden können. Das Fördervolumen beträgt rund 370.000 Euro. https://www.tuhh.de/mum/home Deine Zukunft in der Baubranche! Starte bei uns im schlüsselfertigen Industrie- und Gewerbebau und begleite Projekte von der Idee bis zur Umsetzung. Du sammelst wertvolle Praxiserfahrung, übernimmst Verantwortung und arbeitest im Team an spannenden Bauprojekten. Für unseren Standort Hamburg suchen wir: • Studenten / Praktikanten (m/w/d) • Junior Bauleiter (m/w/d) Bereit für den Einstieg? Dann bewirb dich noch heute! Komm ins Team! jobs.bremerbau.de 2 1
M I S S I O N M I S S I O N Ob Medikamente, Kunststoffe oder Grundchemikalien – fast alles entsteht in chemischen Reaktoren. Doch was darin geschieht, bleibt oft verbor- gen. Ein Sonderforschungsbereich will das ändern – mit 3D-gedruckten Materialien, cleverer Sensorik und künstlicher Intelligenz. WENN DER REAKTOR SELBST ENTSCHEIDET 2 2 : s o t o F i d m h c S n a i t s i r h C
Die Versuchshalle im Technikum der TU Ham- burg. In dem turnhallengroßen Raum reihen sich so einige Teststände aneinander: Aggregate, Pumpen, Elektronikschränke und ein überdi- mensionaler Glaskolben, in dem ein Quirl eine farblose Flüssigkeit umrührt. Doch Kayla Dittmer steuert auf eine eher kleine Apparatur zu. Es ist ein meterhohes Röhrenlabyrinth, in dem eine gelb leuchtende Flüssigkeit zirkuliert, durchzo- gen von aufsteigenden Gasbläschen. „Die Luft strömt durch ein Rohr nach oben und an den Außenwänden wieder hinab“, beschreibt die Doktorandin vom Institut für Technische Bioka- talyse. „So werden die Blasen länger im System gehalten und die Reaktion wird effizienter.“ Die Apparatur ist ein Prototyp eines in- novativen Reaktorkonzepts – und ein Meilen- stein für den Sonderforschungsbereich „SMART Reactors“, koordiniert von der TU Hamburg. „Bei Reaktoren denken viele an Kerntechnik“, sagt Prof. Michael Schlüter, Leiter des Instituts für Mehrphasenströmung und Sprecher des Son- derforschungsbereichs. „Doch in der Verfah- renstechnik meint der Begriff sämtliche Appa- rate, in denen Stoffe umgewandelt werden.“ Ob Medikamente aus dem Bioreaktor, Kunststoffe, Farben oder Grundchemikalien aus der Chemie- M I S S I O N „Der Reaktor setzt Glycerin zu Propandiol um, einer Grundchemikalie für die Kunststo industrie.“ Kayla Dittmer In der gelb-grün leuchtenden Flüssigkeit strömen Gasbläschen auf und ab industrie – fast alles, was wir im Alltag nutzen, ist irgendwann durch einen Reaktor gelaufen. Energie und Rohstoffe sparen Doch so verbreitet Reaktoren sind, so begrenzt ist bislang der Einblick in ihr Innenleben. Zwar werden heute Temperatur, Druck oder Durch- fluss an Ein- und Auslass gemessen. Doch was innen geschieht, bleibt allzu oft verborgen – eine regelrechte Blackbox. Deshalb müssen sich die Betreiber vor allem auf Erfahrung verlassen so- wie auf eine großzügige Auslegung: Reaktoren werden im Zweifel größer gebaut als eigentlich nötig. Außerdem verlassen die Produkte heutige Anlagen oft nicht in der gewünschten Reinheit und müssen deshalb aufwendig weiterbehandelt und aufgereinigt werden. „Das braucht Energie und Rohstoffe und erzeugt zusätzlichen Abfall“, betont Schlüter. Ließen sich die Prozesse im Re- aktor besser verstehen und präziser steuern, könnten die Anlagen effizienter und verlustär- mer laufen – und damit weitaus klimafreund- licher. Der Reaktor regelt sich automatisch Genau hier setzt der Sonderforschungsbereich SMART Reactors an. Die Vision: Reaktoren, die sich ähnlich wie autonome Fahrzeuge selbst regulieren. „Ein Auto benötigt dafür viele Sen- soren“, beschreibt Schlüter. Genau das braucht auch ein „smarter Reaktor“: Eine ausgeklügelte Sensorik erfasst lokale Zustände wie Temperatur, pH-Wert, Druck und Stoffkonzentrationen. Auf deren Messwerte können dann Aktuatoren un- mittelbar und selbstständig reagieren. „Ist der Zustand gestört, regelt sich der Reaktor auto- matisch in die optimalen Betriebsbedingungen hinein“, beschreibt Schlüter. Das Ziel ist ein Sys- tem, das nicht nur misst, sondern bei Problemen eigenständig eingreift – und sich dadurch als resilient gegenüber Störungen und schwanken- der Qualität der Rohstoffe verhält. 2 5
M I S S I O N M I S S I O N ist überaus komplex. Dazu braucht es das Mit- einander der verschiedenen Fachrichtungen des Sonderforschungsbereichs: Verfahrenstechnik trifft beispielsweise auf Materialwissenschaft und Elektrotechnik. Getragen von einem breiten Wissenschaftsnetzwerk Seit dem Start im Oktober 2023 läuft die erste von drei möglichen Förderperioden des Son- derforschungsbereichs. In Phase 1 stehen die einzelnen Komponenten im Fokus – Sensoren, verformbare Materialien, neue Oberflächen. In Phase 2 sollen größere, stärker integrierte Sys- teme folgen. Langfristig soll es dann um die Ent- wicklung von Modulen gehen, die sich zu großen, industriell relevanten Anlagen skalieren lassen. Eine Schlüsselrolle kommt dabei der künstlichen Intelligenz zu. Die Vielzahl an Messdaten erfor- dert schnelle Algorithmen, die Muster erkennen und Entscheidungen in Echtzeit treffen können. Getragen wird das Projekt von einem brei- ten Wissenschaftsnetzwerk. „Wir haben hier in Hamburg extrem gute Voraussetzungen für die Entwicklung smarter Reaktoren“, betont Michael Schlüter. „Alles, was wir dafür benötigen, ist hier vor Ort: Wir haben eine sehr starke und vielfäl- tige Verfahrenstechnik, exzellente Materialwis- senschaften, die Elektrotechnik, Physik, Chemie und die additive Fertigung.“ Jede Gruppe liefert andere Bausteine – vom 3D-Druck responsiver Gele über die Entwicklung neuer Sensorik bis zur hochauflösenden Strömungsmessung im vertikalen Magnetresonanztomographen. „Ein Team allein würde das nie bewältigen können“, sagt Schlüter. Eine große Ausbildungsplattform Rund 30 Doktorandinnen und Doktoranden arbeiten im Verbund, unterstützt durch Work- shops, Jahrestreffen und Summer Schools. „Es ist sehr schön, in so einem großen Projekt zu koope- rieren“, schwärmt Kathrin Eckert. „Ich arbeite mit Fachbereichen zusammen, mit denen ich sonst nie in Kontakt gekommen wäre.“ Gleichzeitig versteht sich der Sonderforschungsbereich als Ausbildungsplattform für Studierende. Er bietet Vorlesungen zu smarten Reaktoren sowie ein Seminar, in dem Studierende selbst Komponen- ten entwickeln und auf einer internen Konferenz vorstellen und diskutieren. Auch der internationale Austausch ist im Sonderforschungsbereich fest verankert, etwa mit Partnern in Toulouse. In einen dortigen Pro- totyp-Reaktor sollen demnächst smarte Kompo- nenten aus Hamburg integriert werden. Derzeit schreiben die Fachleute am Nachfolgeantrag für die zweite Förderperiode. Läuft alles nach Wunsch, könnte sich die Förderung über drei Perioden erstrecken – das wäre über annähernd zwölf Jahre. Dann soll mit Prototypen bewiesen werden, dass smarte Reaktoren die Produktion tatsächlich flexibler, ressourcenschonender und intelligenter machen können. Frank Grotelüschen Der Sonderforschungsbereich 1615 „SMART Reactors“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert und von der TU Hamburg koordiniert. SMART steht für Sustainable, Multipurpose, Autonomous, Resilient, Trans- ferable – also nachhaltige, vielseitige, autonome, robuste und übertragbare Reaktorkonzepte. Beteiligt sind neben der TUHH die Universität Hamburg, die HAW Hamburg, das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY, das Helmholtz- Zentrum Hereon, die Leuphana Universität Lüneburg sowie die Universität Freiburg. Flankiert wird der Sonder- forschungsbereich von einem wissenschaftlichen Beirat mit Industriebeteiligung, etwa von BASF, Bayer und Evonik. Er startete am 1. Oktober 2023, die erste Förderperiode umfasst 45 Monate und wird mit 14,5 Millionen Euro unter- stützt. Insgesamt sind drei Förderperioden möglich, das ergibt eine Laufzeit von etwa zwölf Jahren. 2 7 Kathrin Eckert zeigt eine gelbasierte 3D-Struktur, die auf Umgebungsänderungen reagiert Wie das konkret aussehen kann, ist an dem glä- sernen, mit gelber Flüssigkeit gefüllten Reaktor in der Versuchshalle zu bewundern. „Er setzt Gly- cerin zu Propandiol um, einer Grundchemikalie für die Kunststoffindustrie“, erläutert Doktoran- din Kathrin Eckert vom Institut für Thermische Verfahrenstechnik. Glycerin fällt unter anderem in der Biodieselproduktion an und gilt als nach- wachsender Rohstoff. Doch anders als bei Erdöl schwankt seine Qualität: Je nach Herkunft, Saison oder Aufbereitung beinhaltet das Bio-Glycerin unterschiedliche Zusatzstoffe, manche von ih- nen können den Katalysator schädigen, der die chemische Reaktion beschleunigt. Ein smarter Reaktor soll solche Unterschiede frühzeitig von selbst erkennen und seinen Betrieb automatisch anpassen. „Dazu haben wir einen speziellen Werk- stoff in den Strömungsfluss eingesetzt – ein responsives Material“, erklärt Eckert. „Es ist ein 3D-gedrucktes Gel, bestückt mit Katalysatoren.“ 2 6 Der Clou: Das Material kann aktiv auf seine Um- gebung reagieren. Wird das Milieu zu sauer – ein Problem etwa für Enzyme –, zieht sich das Gel zu- sammen und schützt dadurch die empfindlichen Biokatalysatoren. Wechselt der pH-Wert dann in den Sollbereich, öffnet sich das Gel und gibt die Enzyme wieder frei. Im Prinzip funktioniert das Ganze auch bei Temperaturänderungen: Der Reaktor wird dann zum aktiven Mitspieler. Technisch steckt eine komplexe Hierarchie von Oberflächen dahinter. Denn Katalysatoren benötigen möglichst viel Kontaktfläche, gleich- zeitig muss die Flüssigkeit gut durch sie hin- durchströmen können. Konkret arbeiten die Fachleute daran, Nanoröhrchen aus Kohlen- stoff dafür zu verwenden. Diese Carbon-Nano- tubes lassen sich wie ein dichter Wald auf einem Substrat aufwachsen und können durch ihre riesige innere Oberfläche ideale Möglichkeiten für chemische oder biochemische Reaktionen schaffen. Aber die Entwicklung solcher Systeme Einige der adaptive Mate- rialien werden per 3-D-Druck gefertigt
M E N S C H E N M E N S C H E N WOMEN IN SCIENCE: FORSCHERINNEN IM FOKUS Dr. Miriam Edel erhält hoch dotierte BioKreativ-Förderung. Wie viele bahnbrechende Entdeckun- gen und Erfindungen kennen wir – und wie viele Forscherinnen fallen uns dazu ein? Im Jahr 2015 wurde von der UN der „Internationale Tag der Frauen und Mädchen in der Wissenschaft“ ins Le- ben gerufen, der jährlich am 11. Febru- ar die entscheidende Rolle von Frauen in Wissenschaft und Technik zelebriert, einer noch immer männlich dominier- ten Welt. Ein perfekter Anlass für die TU Hamburg, mit „Women in Science“ eine Reihe zu starten, die den Fokus auf herausragende Forscherinnen in den eigenen Reihen legt. Los geht es mit Dr. Miriam Edel, deren junge For- scherinnenlaufbahn in der Technischen Mikrobiologie just durch eine außer- gewöhnliche Förderung gekürt wurde. Für ihr Forschungsprojekt „INSPI- RE: Innovative Wege zur Produktion von Succinat in Membran-Biofilm-Reakto- ren“ hat die Mikrobiologin mit ihrer Nachwuchsgruppe eine beachtliche Förderung des Bundesministeriums für Forschung, Technik und Raum- fahrt (BMFTR) in Höhe von 2,2 Millionen Euro gewonnen. „BioKreativ – Kreativer Nachwuchs forscht für die Bioökono- mie“ unterstützt junge wissenschaft- liche Teams dabei, ihre innovativen Lösungen für eine nachhaltige und bio- basierte Wirtschaft zu entwickeln. Ein 2 8 Die Arbeit der Mikrobiologin Miriam Edel wird vom Forschungsministerium gefördert sensationeller Erfolg für die Forscherin, die damit nicht nur einen Meilenstein in ihrer noch jungen Karriere erreicht, sondern auch die Umsetzung ihres Pro- jekts für die nächsten fünf Jahre sowie die Gehälter für sich selbst und drei Doktorand*innen sichert. Vorzeigeprojekt: CO2 zu sinnvollem Produkt recyceln Wie kann man CO2 fixieren, also an- organisches Kohlendioxid aus der Luft oder aus Abgasen in eine feste organi- sche Form, in ein Produkt umwandeln, das wiederum sinnvoll verwendbar ist? Diese Fragestellung trieb Miriam Edel angesichts der sich verschärfenden Kli- makrise und der drängenden Heraus- forderung, CO2 zu reduzieren, an. „Ich habe mich hier für die Knallgasfermen- tation und die Gewinnung von Succinat entschieden“, erklärt sie ihre Herange- hensweise in einem Prozess, bei dem Bakterien mit Wasserstoff, Sauerstoff und CO2 wachsen können. Succinat – auch Bernsteinsäure genannt – ist na- türlicher Bestandteil des menschlichen l e z l u h c S e k E / g r u b m a H U T : s o t o F Energiestoffwechsels und wird von der Industrie in Nahrungsergänzungsmit- teln und Kosmetika eingesetzt. „Der Prozess ist recht vielversprechend, weil er ein hohes Endproduktspektrum hat“, erläutert die promovierte Mikrobiolo- gin und lässt ein großes ABER folgen, welches im Knallgas begründet liegt: Hochexplosiv lässt es sich schwer in Prozesse einbinden. Deshalb habe sie einen neuartigen Ansatz in diesem Kon- text gewählt: einen Membran-Biofilm- Reaktor, mit dem man die zwei Gase, die zusammen explosiv sind, vonein- ander trennen kann. Für eine solche Vorgehensweise ist ein stabiler und katalytisch aktiver Biofilm entscheidend. Hier kann Miri- am Edel auf ihren bisherigen Schwer- punkt der letzten drei Jahre aufset- zen: die genetische Modifikation von Mikroorganismen, sodass möglichst viel Zielprodukt entsteht. „Wir haben in kleinem Maßstab daran gearbeitet, einen Biofilm genetisch zu optimieren“, freut sich die Naturwissenschaftlerin über die wertvolle Basis aus der eige- nen Forschung. Um sich einem wirklich skalierbaren Modell anzunähern, wer- de das Ganze in ihrem Projekt auf einen Zehn-Liter-Maßstab hochgefahren. Voller Enthusiasmus schaut die Nach- wuchsgruppenleiterin auf die prakti- sche Umsetzung ihrer theoretischen Ausführungen. „Wenn man ganz weit denkt, kann so eine Membran-Biofilm- Anlage eines Tages überall CO2-reiche Gase zu sinnvoll verwendbaren Produk- ten wie Succinat recyceln, das von der Industrie auf vielfache Weise genutzt werden kann.“ Vielversprechende Aus- sichten ganz im Sinne der nachhaltigen Forschungsausrichtung der TUHH, die das Projekt mit der Schaffung einer Postdoc-Stelle unterstützt. Vollzeitwissenschaftlerin und Mutter Doch bevor es offiziell losgeht, erwar- tet Miriam Edel Ende Mai ein persönli- ches Highlight: ihr drittes Kind. Wissen- schaftliche Karriere und Familie – das lässt sich für die 32-Jährige, die ihrer Arbeit in Vollzeit und vor Ort nachgeht, gut vereinbaren. Ihre Kinder motivieren sie einmal mehr, sich beruflich für eine nachhaltig lebenswerte Zukunft ein- zusetzen. „Ohne meinen Partner und seinen gleichberechtigten Einsatz wäre meine Karriere so allerdings nicht mög- lich“, betont sie. Mit den beiden heute vier- und knapp zweijährigen Kindern habe auch er Kinderkrankentage sowie sechs Monate Elternzeit beim zweiten Kind übernommen und wird dies auch beim dritten Kind tun. Ein weiterer Mann spielt eine we- sentliche Rolle in Edels Werdegang: ihr Chef, Prof. Dr. Johannes Gescher. Bei ihm hat sie ihre Promotion in der An- gewandten Mikrobiologie am Karlsru- her Institut für Technologie begonnen. „Als er 2021 an die TU nach Hamburg wechselte, hat er mir eine Postdoc- Stelle inklusive Mitverantwortlichkeit für Promotionen angeboten. Er hat mir großes Vertrauen geschenkt und meine Laufbahn damit unterstützt“, resümiert Miriam Edel, die die Stelle an der TU Hamburg im Mai 2022 angetreten hat. „Mein Chef hat an mich geglaubt und mich gefördert, unabhängig davon, dass ich Kinder bekommen und län- ger ausfallen könnte.“ Diesen Support spüre sie bis heute. Gleichstellung an der TU Hamburg „Als Frau wird man heute schon mehr gesehen und gefördert“, findet Miriam Edel – auch hinsichtlich ihrer Präsenz Labor und Familie: beides soll möglich sein im Managementboard des SFB Smart Reactors, für das eine Nachwuchsfor- scherin explizit erwünscht war. Bei der Vergabe von Professuren haben Frauen heute auch bessere Chancen, bestäti- gen die Gleichstellungsbeauftragten der TUHH: So wurde die Universität mit ihrem Gleichstellungskonzept für Parität im Rahmen des Professorinnen- programms 2030 des Bundes und der Länder positiv bewertet. Im Zuge dieser Förderung wird sie im Frühjahr eine Professorin berufen, deren Professur über fünf Jahre durch das Programm mitfinanziert wird. Die dadurch frei werdenden Mittel sind ausschließlich für Gleichstellungsarbeit zu verwen- den, damit die Quoten von aktuell circa 30 Prozent Studentinnen, 21 Prozent Wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und 12 Prozent Professorinnen steigen. Und damit es an dieser Stelle auch in Zukunft – und nicht nur am 11. Febru- ar – beeindruckende Geschichten wie die von Miriam Edel zu berichten gibt. Maren Plentz https://www.womeninscienceday.org/ https://www.gescher-lab.de/ 2 9
M I S S I O N Eine hauchdünne Beschichtung könnte den Stahlbau revolutio- nieren. Dieses sogenannte Nanopflaster hat das Potenzial, die Lebenszeit von zum Beispiel Offshore-Windparks um ein Vielfaches zu verlängern. ter ist ein Milliardstel Meter. Das „Na- nopflaster“ besteht aus alternierenden harten Nickelschichten und weicheren Kupferschichten. Jede Doppelschicht ist nur etwa 50 Nanometer dünn. So entsteht eine wenige Mikrometer dicke Beschichtung, die gezielt an den er- müdungskritischen Stellen entlang von Schweißnähten aufgetragen wird. „Die geschweißte Verbindung ist in der Re- gel die kritischste Position einer Stahl- konstruktion unter zyklischer Belas- tung“, erklärt Bauingenieurin Maren Seidelmann. „Hier treffen unterschied- liche Spannungen, Materialstrukturen und Geometrien aufeinander. Risse entstehen fast immer zuerst an der Naht.“ Die lokale Geometrie beein- flusst maßgeblich das Verhalten der geschweißten Verbindung unter Er- müdungsbelastung. Veronika Eggert, ebenfalls Bauingenieurin, untersucht die geometrischen Effekte der Be- schichtung mithilfe von 3D-Scan-Daten in numerischen Modellen. Seidelmann arbeitet derzeit da- ran, eine Methode für die Applikation des Nanopflasters am Baubestand Das Team der TUHH (v. l. n. r.): Veronika Eggert, Maren Seidelmann, Saeid Sarafrazian und Mohammad Fazel 3 1 I In der deutschen Nord- und Ostsee gibt es knapp 1.600 Windenergieanlagen („offshore“). Über Jahrzehnte wirken viele zyklische Belastungen – Betrieb, Wind und Wellen – auf die Struktur ein. An ermüdungskritischen Stellen ent- lang der Schweißnähte entstehen lokal winzige Risse. Mit der Zeit wachsen sie, bis die Konstruktion saniert oder er- setzt werden muss. An der Technischen Universität Hamburg (TUHH) entwickelt ein interdisziplinäres, internationales Team unter Prof. Marcus Rutner, Leiter des Instituts für Metall- und Verbund- bau, eine hauchdünne Beschichtung, mit deren Hilfe sich die Haltbarkeit von Schweißnähten vervielfachen ließe. „Wir beschichten die Oberfläche mit einem Multilayer aus Nickel- und Kup- ferschichten, deren einzelne Lagen nur wenige Nanometer dick sind“, erklärt Saeid Sarafrazian, einer der Material- wissenschaftler im Team. Ein Nanome- r e n t u R s u c r a M / g r u b m a H U T , e b o d a . k c o t s / r e t x w i t , e b o d a . k c o t s / r e h c S n e t s r o h T i , i n i c a P a l l e b a s I : s o t o F EIN PFLASTER FÜR EIN LÄNGERES LEBEN 3 0
direkt vor Ort zu entwickeln: „Wir können die Elektrolytlösung in einem speziellen Behälter an die jeweilige Stelle bringen und dort lokal galvanisch beschichten.“ Erstaunlich effektiv Im Labor hat sich gezeigt, dass das Verfahren erstaunlich effektiv ist. For- schende des Instituts für Metall- und Verbundbau untersuchten geschweiß- te Proben aus Baustahl. Bei Proben mit Nanopflaster ergab sich dabei eine drei- bis sechsmal längere Lebensdauer im Vergleich zu unbehandelten Proben. „Ehemalige Doktorand*innen am Insti- tut haben die Wirkung an standardisier- ten Proben nachgewiesen und konnten auch zeigen, dass die Streuung der Er- gebnisse geringer ist als bei anderen Verfahren“, sagt Mohammad Fazel, der zweite Materialwissenschaftler im Team. „Das bedeutet: Die Technologie ist nicht nur leistungsfähig, sondern auch verlässlich.“ Die Wirkungsweise des Nanopflasters wird sowohl durch klassische Ermüdungsversuche als auch durch visuelle Analysen mittels Elektronenmikroskopie untersucht. Die außergewöhnliche Haltbarkeit ent- steht durch ein Zusammenspiel mehre- rer Mechanismen: 1. Druckeigenspannungen im Stahl unter der Beschichtung wirken Zug- spannungen entgegen und überdrü- cken mögliche Risse, wie Messungen im Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) belegten. 2. Die Oberflächenrauheit wird durch die galvanische Schicht verringert, potenzielle Kerben werden entschärft. 3. Die Beschichtung unterdrückt so- genannte Gleitbänder – winzige Zonen plastischer Verformung an der Ober- fläche, die sonst Ausgangspunkte für Mikrorisse werden können. 4. Im Nanolaminat selbst führen Riss- umlenkung und Multicracking (viele kleine Risse, die die Spannungen bes- ser verteilen) zu einer Verzögerung der Rissausbreitung. Die Schichten des Kupfer-Nickel-Nano- pflasters (links), das auf den Schweiß- nähten der Monopfahl-Fundamente der Offshore-Windräder (rechts) zum Einsatz kommt 3 2 M I S S I O N Vier Effekte sorgen für die Schutzwirkung Vom Millimeter zum Meter Bislang beschichtet das Team stan- dardisierte Proben von acht Millime- tern Dicke. Der nächste Schritt ist die Übertragung auf großdimensionierte Bauteile. „Wir wollen zeigen, dass das Verfahren auch bei 80 Millimeter dicken Offshore-Strukturen funktioniert“, so Sarafrazian. Die entsprechenden Tests werden mit knapp zwei Meter langen, 360 Kilogramm schweren Proben durchgeführt. Solche Dimensionen sind typisch für Monopfähle, die riesigen Stahlrohrfundamente von Windener- gieanlagen. Sie haben Umfänge von bis zu 40 Metern und sind an den ring- förmigen Schweißnähten besonders anfällig für Ermüdungsversagen. Offshore-Windenergieanlagen sind hohen Beanspruchungen ausge- setzt, da nicht nur mechanische Kräfte auf die Struktur einwirken, sondern das salzhaltige Meerwasser außerdem zu Korrosion führt. Weniger Stahl, längere Lebensdauer Die hohe Anfälligkeit der Schweißnäh- te für Ermüdungsversagen macht die großen Wandstärken von bis zu 150 Millimetern in der Praxis überhaupt erst erforderlich. Beispielhaft zeigt die Berechnung für den Monopfahl einer 15-Megawatt-Windenergieanlage das Potenzial des Nanopflasters: Wenn alle ringförmigen Schweißnähte mit dem Nanolaminat behandelt würden, könn- te die Konstruktion um 28 Prozent leich- ter ausgeführt werden, weil die bisher maßgebende Ermüdungsanfälligkeit der Nähte entfällt. Das bedeutet weniger Material- einsatz und zugleich einen deutlich geringeren CO2-Fußabdruck bei der An sogenannten „Dogbone Samples“, knochenförmigen Probestücken, wird die Spannungsbelastung getestet Monopile-Fundament eines Offshore- Windrads. Darauf wird an den Schweiß- nähten die Nanopflaster-Beschichtung für längere Haltbarkeit aufgetragen Herstellung – ein zentraler Hebel für den Klimaschutz. Denn die Stahlindus- trie ist für etwa acht Prozent der globa- len CO2-Emissionen verantwortlich. Ziel ist es, das Verfahren zu zer- tifizieren, sodass der Transfer in die Industrie möglich wird. „Wir wollen einen Beitrag leisten, um den Stahlbau nachhaltiger zu machen“, sagt Instituts- leiter Marcus Rutner. „Wenn es gelingt, ermüdungskritische Stellen verlässlich und kostengünstig mit einem Nano- pflaster zu schützen und die Konstrukti- on langlebiger oder materialeffizienter zu machen, wäre das ein Paradigmen- wechsel im Offshore- und im Ingenieur- bau: Eben Engineering to Face Climate Change.“ Ulrich Hoffmann Das Projekt läuft über drei Jahre und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz mit 2,2 Millionen Euro finanziert. Ver- bundpartner sind der Monopfahl- hersteller Steelwind Nordenham, die JBO Engineering Group sowie die Bundesanstalt für Materialfor- schung und -prüfung (BAM). 3 3
Dr. Vasily Artemov ist Materialwissen- schaftler und Leiter des BlueBattery- Projekts im neuen Exzellenzcluster BlueMat an der TU Hamburg Gewitter faszinieren Dr. Vasily Ar- temov seit seiner Kindheit: Sie sind schlecht zu prognostizieren und setzen enorme Energiemengen frei – und das in einer Umgebung, die fast vollstän- dig aus Wasserdampf besteht. Gewitter weckten daher nicht nur sein frühes Interesse an physikalischen Zusam- menhängen, sondern sind gewisser- maßen auch die Grundlage für sein aktuelles Forschungsprojekt: Artemov forscht daran, wie sich die besonderen Eigenschaften von Wasser an Grenz- flächen nutzen lassen, um nachhaltige und sichere Batterien aus natürlichen Rohstoffen zu entwickeln. „Je mehr Batterien wir täglich verwenden, des- to größer wird das Risiko von Schäden und Unfällen“, erklärt Artemov seine Motivation. „Deshalb brauchen wir dringend sichere Alternativen.“ Ton, Wasser und Kohlenstoff – die Zutaten der BlueBattery Mit der BlueBattery verfolgt Artemov einen ungewöhnlichen Ansatz: Die Batterie soll aus kaum mehr als Ton, Wasser und Graphen, einer spezifi- schen Form von Kohlenstoff, bestehen. Diese drei Grundbestandteile sind na- AUS ERDE UND WASSER: DIE BATTERIE DER ZUKUNFT Vom Smartphone über den Laptop bis hin zum Elektroauto – Batterien stecken heute in zahlreichen Geräten unseres Alltags. Doch sie bergen ein Risiko: Werden sie beschädigt oder kommt es zu einem Kurz- schluss, können chemische Reaktionen im Inneren Brände oder sogar kleine Explosionen auslösen. r e d ö R a n i t s i r h C / g r u b m a H U T : s o t o F türlichen Ursprungs und weltweit im Überfluss vorhanden. Für Laien klingt das zunächst wenig vielversprechend in Sachen Energiepotenzial, doch Ar- temov ist überzeugt, dass das ein Trug- schluss ist. Ton etwa habe erstaunliche Eigenschaften. „Früher hielt ich Ton auch nicht für ein gutes Material, weil es ja quasi ‚Schmutz‘ ist“, erzählt Arte- mov schmunzelnd. „Aber wir haben herausgefunden, dass man Ton gründ- lich reinigen und er unglaublich große Mengen Wasser speichern kann. Der dritte Bestandteil ist Graphen, ein aus Graphit gewonnenes Material, das ext- rem leicht und flexibel ist, aber gleich- zeitig stärker als Stahl. Vor allem leitet es Strom und Wärme außergewöhnlich gut. „Batterien aus diesen Materialien sind nicht nur sicherer, sondern auch deutlich umweltfreundlicher als her- kömmliche“, betont Artemov. Um die Forschung voranzutreiben, zog er mit seiner Familie im letzten Jahr nach Hamburg und baut dort an der TU Hamburg im neuen Exzellenzcluster „BlueMat“ eine eigene Arbeitsgruppe auf. Das neue Exzellenzcluster: BlueMat – Water-driven Materials M I S S I O N BlueBattery-Projekt gehört im Cluster zum Forschungsbereich „Energiema- terialien”. Artemov darf sich doppelt freu- en, denn die Joachim Herz Stiftung hat gerade zusätzliche Fördermittel bewilligt. Damit hat das Projekt beste Voraussetzungen, um schnell voranzu- kommen. „Wir hoffen, in drei bis fünf Jahren einen kommerziellen Prototy- pen der BlueBattery vorstellen zu kön- nen und dann in die Testphase zu ge- hen“, sagt Artemov. „Die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien hat fast 50 Jahre gedauert, aber heute wollen und können wir viel schneller sein.“ So funktioniert die BlueBattery Die BlueBattery arbeitet mit Wasser, das in extrem dünnen Kanälen zwi- schen Tonkristallen festgehalten wird. Diese Kanäle sind nur einen Nanome- ter hoch – also etwa 10.000-mal dünner als ein menschliches Haar. Die Batterie besteht aus Tausenden solcher Schich- ten und bildet so eine stabile Struktur. Dabei lagern sich Wasserstoffionen, so- genannte Protonen, an Graphen-Elek- troden an und geben Energie während des Lade- und Entladevorgangs wieder ab. sieht er keinen Nachteil. Im Gegenteil: Weniger Energie auf kleinem Raum bedeutet auch weniger Risiko für Kurz- schlüsse oder Überhitzung. Allerdings wird die Batterie ver- gleichsweise schwer sein und sich des- halb nicht für mobile Anwendungen wie Elektroautos oder „irgendetwas, was fliegt“ eignen, gibt Artemov zu. Er sieht Einsatzmöglichkeiten vor allem als stationäre Speicher in Gebäuden. Dort wachse der Bedarf stetig, sagt er, und die Technologie könne eine stabile Energiequelle bieten: „Im Gegensatz zu Wind- oder Solarenergie, die nicht im- mer verfügbar ist, liefert unsere Blue- Battery Energie genau dann, wenn sie gebraucht wird – und ist damit nicht nur sicher, sondern auch extrem zu- verlässig.“ Auch wenn ihn ungeplant freigesetzte Gewitterenergie immer noch fasziniert, hat Artemov einen kla- ren Plan: „Unser großes Ziel ist eine sichere, unabhängige und planbare Energieversorgung.“ Christina Röder Unter dem Dach von BlueMat haben alle Forschungsvorhaben eines ge- Schwer, aber sicher meinsam: nachhaltige, umweltfreund- liche Materialien zu entwickeln – und das immer mit der Beteiligung von Wasser. Wasser sorgt dafür, dass Ma- terialien völlig neue Eigenschaften an- nehmen – zum Beispiel, dass sie die Farbe verändern – oder neue Funktio- nen entfalten wie verbesserte Dämm- eigenschaften. Die Forschungsergeb- nisse eröffnen viele Möglichkeiten für Innovationen für die Industrie. Das Der entscheidende Unterschied zu herkömmlichen Batterien liegt in der Speichertechnologie: „Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Batterien, die Energie über komplexe chemische Reaktionen Der erste Prototyp hat zwei beschichtete leitfähige Platten, zwischen denen Wasser speichern, basiert unser System auf als Elektrolyt dient dem Prinzip eines Doppelschichtkon- densators“, erklärt Artemov. Das be- deutet zwar, dass die Energiedichte wesentlich geringer ist, doch darin 3 4 3 5
M I S S I O N gendergerechte Sprache und soziale Ungleichheit nach. Zwar gebe es gegensätz- liche Haltungen, eine Mehrheit nehme bei drei der vier Themen jedoch ähnliche Positionen ein. Gesellschaftliche Debatten verlaufen oft vielfältiger, als es der öffentliche Diskurs vermuten lässt. Offenheit und Bereitschaft zum Austausch sind nach wie vor vorhanden. Dem Wissenschaftsbarometer zufolge stellen wissenschaftliche Erkenntnisse für 61 Prozent der Befragten eine wichtige Grundlage für Diskussionen dar. Mehr als die Hälfte sei zum Gespräch mit Andersdenkenden bereit. Als besonders ge- eignete Strategien gegen gesellschaftliche Spaltung wählten fast 50 Prozent der Befragten das „Erklären komplexer Sachverhalte in verständlicher Sprache“ sowie das „Aufdecken von Fehlinformationen und Mythen“. Der Klimawandel wird vielfältiger diskutiert, TU Hamburg als es der öffentliche Diskurs vermuten lässt ... dazu beitragen, Diskussionen sachlicher machen 41 22 33 39 ... dazu beitragen, dass unterschiedliche Meinungen in einer Debatte besser verstanden werden 32 24 37 34 ... sich aktiv einbringen, wenn in gesellschaftlichen Debatten Fakten aus dem Kontext gerissen oder falsch wiedergegeben werden 42 24 30 40 ... in kontroversen Debatten Orientierung bieten 52 29 34 29 ... dazu beitragen, Spannungen in gesellschaftlichen Diskussionen abzubauen 72 28 34 29 ... sich in stark polarisierten gesellschaftlichen Debatten möglichst neutral verhalten 7 11 35 23 24 Wissenschaft sollte ... u z t h c i n r a g e m m i t s u z z n a g d n u l l o v e m m i t s Quelle: Wissenschaft im Dialog/verian. Rundungsbedingt lassen sich Differenzen in den Summen nicht immer vermeiden. 3 7 Einmischen ausdrücklich erwünscht! Kontroverse Themen spalten die Gesellschaft weniger, als oft vermutet wird. So das Ergebnis des Wissenschaftsbarometers 2025. Die wahrgenommene Polarisierung der Gesellschaft liegt über dem tatsächlich gemessenen Niveau. Zu diesem Ergebnis kommt das aktuelle Wissenschaftsba- rometer, das die Organisation Wissenschaft im Dialog (WiD) jährlich herausgibt. 77 Prozent der befragten Personen sind demnach der Ansicht, dass die Meinungen in der Gesellschaft immer weiter auseinanderdriften. Für 54 Prozent stehen sich sogar zwei unversöhnliche Lager gegenüber. Diese Wahrnehmungen seien jedoch nicht durch die Realität gedeckt: „Die Bevölkerung nimmt eine Polarisierung wahr, obwohl sie sich in zentralen Konfliktfragen recht einig ist“, sagt WiD-Geschäfts- führer Dr. Benedikt Fecher. Eine Schlüsselrolle bei der Lösung solcher Probleme kommt Wissenschaft und Wissenschaftskommunikation zu. Gerade im Hinblick auf polarisierte Debatten bestehen laut Wissenschaftsbarometer hohe Erwartungen an Forschende: Eine deutliche Mehrheit von 70 Prozent befürwortet deren aktive Einmischung, wenn Fakten verfälscht werden. Dabei müssten sich Forschende möglichst neutral verhalten, finden 47 Prozent der Befragten. Informiertheit über Wissenschaft und Forschung nimmt ab Entgegen der Wahrnehmung in der Öffentlichkeit würde eine breite Mitte diffe- renzierte Meinungen vertreten, wies das Wissenschaftsbarometer anhand der vier gesellschaftlich kontrovers diskutierten Themen Migration, Klimawandel, 3 6 Die Bevölkerung nimmt eine Polarisierung wahr, obwohl sie sich in zentra- len Konfliktfragen recht einig ist. y a b a x P i , s l e x e P : s o t o F
Ab K A N A D A Warum sich ein Tapetenwechsel für Studierende lohnt und was sie auf dem Weg dorthin beachten sollten. M E N S C H E N Ein Auslandssemester – für viele Studierende der absolute Traum: neue Länder erkunden, spannende Menschen treffen und zugleich den eigenen Horizont erweitern. Doch bevor es ans Kofferpacken geht, stellen sich zahlreiche Fragen: Welche Universität passt am besten zu meinem Studiengang? Wie organisiere ich die Finanzierung und die Unterkunft? Welche Herausforderungen erwarten mich im Alltag und im Studium? Und vor allem: Warum sollte ich diesen Schritt wagen? An der TU Hamburg koordiniert und administriert das Referat Outgoing der Abteilung International Affairs verschiedene Mobilitäts- programme, um möglichst vielen Studierenden den Weg ins Ausland zu ermöglichen, und klärt sie im Vorwege auf, wie ein für sie passender Austausch aussehen kann. Zu den bekanntesten und weltweit größten Mobilitätspro- grammen gehört das im Jahr 1987 von der Europäischen Union ins Leben gerufene Erasmus-Programm, das den Studieren- den- und Mitarbeitendenaustausch zwischen Hochschulen innerhalb Europas fördert. „Von der TU Hamburg gehen jedes akademische Jahr etwa rund 170 Studierende für ein Aus- tauschsemester oder -jahr an unsere europäischen und welt- weiten Partnerhochschulen – die Mehrheit davon innerhalb Europas im Rahmen des Erasmus-Programms mit finanzieller Förderung in Form eines Teilstipendiums“, sagt Marina Leß, Referatsleitung Outgoing. S Ü D A F R I K A 3 8 l l ü H n a i t s i r h C D A A D A N / r e Text: TU Hamburg ins Ausland U G A P O R 3 9 , z t i r F l e a h c i M : s o t o F T L
N O R W E G E N F R A N K R E I C H „Studierende zieht es jedoch auch in weitere Ferne zu unseren Partnern nach Asien, beispielsweise nach China, Japan, Malaysia, Singapur, Taiwan, Thailand, nach Amerika (Kanada, Mexiko, USA), nach Südafrika oder Südamerika.“ EINE MESSE AN DER TU HAMBURG Um es den Studierenden einfacher zu machen, sich zu in- formieren, findet im Mai 2026 zum ersten Mal eine „Study Abroad Fair“ an der TU Hamburg in den Räumlichkeiten des LuK statt. An sogenannten Ländertischen werden ehe- malige Outgoing-Studierende ihre Erfahrungen aus dem Ausland teilen und aktuelle Exchange Incomings von ihren Heimatuniversitäten berichten. Interessierte Studierende können ins Gespräch kommen, sich aus erster Hand Tipps holen, was es bei der Planung eines Auslandsaufenthaltes zu beachten gilt, und sich inspirieren lassen. Zudem wird es Vorträge der Abteilung International Affairs zu den ver- schiedenen Möglichkeiten der Organisation von Studium, Praktikum, Kurzzeitmobilitäten im Ausland und zur inter- kulturellen Vorbereitung geben. T A I W A N Marina Leß kennt die Fragen, die sich die Studierenden am Beginn ihrer Planung stellen. „Am Anfang sollte stets die Auseinandersetzung mit sich selbst stehen“, erklärt sie, „,möchte ich für ein ganzes Jahr ins Ausland, lieber für ein Semester von drei bis fünf Monaten oder doch nur für einen Kurzaufenthalt?“. Die Möglichkeiten sind viel- fältig. Für manche ist es interessant, eine andere Lehrkultur kennenzulernen oder praktische Erfahrungen in einem Betrieb zu sammeln. Auch das Niveau von Sprachkennt- nissen spielt eine wichtige Rolle: Wie kann ich sie vorab verbessern, wenn ich noch nicht über ein B1-Niveau ver- füge, das man beispielsweise für spanischsprachige Länder benötigt? Gibt es ein Land, wo ich schon immer hinwollte, und welche Partnerhochschulen hat die TU Hamburg dort für meinen Studiengang? Wie komme ich an einen Prak- tikumsplatz in Kanada? Was kostet das alles und wie kann ich das finanzieren? All diese Fragen bekommt das Outgo- ing-Team der Abteilung International Affairs regelmäßig gestellt. Die Mitarbeitenden helfen bei der Orientierung, beispielsweise durch Info-Sessions mit anschließender Fragerunde, das Bereitstellen von Erfahrungsberichten von Alumni-Outgoings und die persönliche Beratung in der 4 0 FÖRDERPROGRAMME DER TU HAMBURG Erasmus-Teilstipendium • • • Austauschstudium an europäischen Partnerhochschulen Praktikum in Europa von mindestens zwei Monaten Kurzzeitmobilität von mindestens fünf Tagen an ECIU-Partnerhochschulen (ECIU Challenges) Austauschstudium an Partnerhochschulen außerhalb Europas Promos – DAAD-Teilstipendium • ISAP – DAAD-Vollstipendium • Austauschstudium an der University of California, Berkeley/USA S I N G A P U R und an der University of Waterloo/Kanada EXTERN • • • • • • Auslands-BAföG Diverse DAAD-Stipendien Fulbright-Summer Schools TUHH: www.tuhh.de/international/outgoing Studieren Weltweit: www.studieren-weltweit.de Partneruniversitäten: https://www.tuhh.de/tuhh/en/international/ international-partnerships-and-strategy/study-exchange-partnerships Sprechstunde. Sprachkenntnisse können durch den Besuch von kostenlosen Sprachkursen und Sprachcafés verbessert werden. Ein Auslandsaufenthalt ermöglicht eine Vielzahl an Erfahrungen, die Teilnehmende persönlich wie fachlich bereichern. Auch Herausforderungen müssen gemeis- tert werden, die mit einer unvergesslichen Zeit im Leben belohnt werden! t a v i r p : s o t o F AIKE E I S E LE M E P P LE RK K A M ATZ G O LOVIN N G I L I T A U E N MAIKE EISELE Master Energietechnik, Litauen „Ich habe mich für Litauen entschieden, da dort sehr viele Module sehr gut zu meinem Studiengang gepasst haben. Der Hauptgrund für meine Wahl war aber eigentlich, dass ich unbedingt an einen Ort wollte, wo ich noch nie zuvor war. Da ich vorher noch nie in Litauen oder überhaupt im Baltikum war, fand ich es extrem spannend, mal etwas Neues zu entdecken. Rückblickend war das Auslandssemester in Litauen eine super Erfahrung. Ich hatte eine tolle Zeit und habe viele großartige Leute aus der ganzen Welt kennengelernt. Das Land selbst hat mich positiv überrascht und war als Ausgangspunkt für Reisen einfach ideal. Mein absolutes persönliches Highlight war jedoch der Trip nach Lappland. Die Nordlichter dort live zu sehen, war eine Erfahrung, die ich so schnell nicht vergessen werde.“ Mark Keppie Bachelor Mechatronics, Singapur „Ich fand es spannend, auch aus Europa herauszukommen. Neben gutem Wetter und tollem Essen kommen in Singapur viele kulturelle Einflüsse aus Asien zusammen – nicht zuletzt, weil es auch ein einzigartiger Standort zum Reisen ist. Gleichzeitig ist Singapur sehr zugänglich durch ausgezeichnete Infrastruktur, ein zuverlässiges Gesundheitssystem und Englisch als verwendete Sprache in der Bildung und den größten Teilen des Alltags. Die National University of Singapore (NUS) ist darüber hinaus noch eine renommierte Universität mit einem vielfältigen Kursangebot für Austauschstudierende und für mein Studium. Ich hatte eine tolle Zeit in Singapur. Der Aufenthalt war sicherlich auch nicht frei von Herausforderungen. Wenn man für einen Auslandsaufenthalt aus Europa herauskommen möchte, dann kann ich jedem Singapur nur ans Herz legen: Es ist einerseits neu, weit entfernt und in vielerlei Hin- sicht sehr anders und andererseits sehr zugänglich und gut zu bewältigen.“ Ignatz Golovin Bachelor Wirtschaftsinformationswesen, Macau M A C A U „Für mich war schon zu Beginn klar, dass ich ein Auslandssemester in Ostasien, vor- zugsweise in China, absolvieren möchte. Durch den Besuch der Infosession sowie das Lesen der Erfahrungsberichte in der TUHH-Datenbank entschied ich mich relativ schnell für die Universität in Macau. Insbesondere die günstige Lage in unmittelbarer Nähe zu Hongkong, Shenzhen und Guangzhou sowie das ganzjährig warme Klima haben mich von Macau überzeugt. Der Kontakt zu anderen Studierenden war vor allem durch Gruppenarbeiten und Präsentationen, die in vielen Kursen gemeinsam ausgearbeitet werden mussten, sehr eng. Zusätzlich bin ich dem Ruderverein der MUST beigetreten, bei dem ich wöchentlich trainiert habe und auch an einer Regatta teilgenommen habe. Insgesamt habe ich die Studierenden an der MUST als sehr freundlich und hilfsbereit wahrgenommen, auch wenn häufig eine Sprachbarriere bestand, da viele chinesische Studierende nur begrenzt Englisch sprechen und meine Chinesischkenntnisse ebenfalls nur rudimentär waren. Für mich war die Entscheidung, mein Auslandssemester in Macau zu verbringen, eine der besten meines Studiums.“ 4 1
A L U M N I - P O R T R ÄT „ Als Studienanfänger abschreckend, heute profitiere ich davon täglich“ Sie arbeiten beim weltweit bekannten Technologie- konzern Apple in der Chipforschung. Was motiviert Sie am meisten in Ihrem Beruf? ⸻ Das ist die Arbeit mit modernster Chiptechnologie, um daraus komplexe technische Systeme zu realisieren. Es ist ein großartiges Gefühl, Produkte zu entwickeln, die ich selbst gerne nutze und die Millionen von Menschen verwenden. Können Sie als Experte einschätzen, vor welchen Herausforderungen die Forschung global steht? ⸻ Eine aktuelle liegt darin, Künstliche Intelligenz tief in unsere Arbeit zu integrieren – zur Optimierung der Chip- entwicklung und vieler anderer Bereiche des Arbeitsalltags. Erinnern Sie sich, welches damals Ihre Motivation war, Elektro- und Informationstechnik an der TU Hamburg zu studieren – und später sogar zu promo- vieren? ⸻ Ich bin in Hamburg aufgewachsen, daher gab es eine Präferenz für den Ort. Zur TU Hamburg hat mich ein Tag der offenen Tür gebracht: Bei einem Rundgang wur- de uns gezeigt, wie integrierte Schaltkreise – sogenannte „Chips“ – hergestellt werden. Als Kind hatte ich mich schon in den 80ern für Heimcomputer begeistert – ich wollte immer verstehen, wie sie funktionieren. Und nun gab es die Möglichkeit, so etwas selbst zu entwickeln! 4 2 Wie würden Sie den Charakter der TU Hamburg mit drei Eigenschaften beschreiben? ⸻ Die erste Eigenschaft, die mir einfällt, ist „familiär“, denn wir hatten schon früh im Studium einen direkten Kontakt zu den Professor*innen. Die zweite wäre „inter- national“: Besonders während der Promotion hatte ich mit vielen Institutionen in ganz Europa Kontakt. Die dritte Eigenschaft wäre „das hohe Niveau“: Als Studienanfänger etwas abschreckend, heute profitiere ich davon täglich. Gab es während Ihrer Studienzeit an der TUHH ein für Sie prägendes oder unvergessliches Erlebnis? ⸻ Im Hauptfach musste man sich für einen Schwer- punkt entscheiden. Gleich die erste Vorlesung zum Thema Mikrosystemtechnik hat mich begeistert und ich wusste: „Ich mache etwas mit Halbleitern!“ Dieser Professor hat mich auch während der Promotion begleitet. t a v i r p : o t o F M E N S C H E N Nach Ihrem Studium und Ihrer Promotion an der TUHH sind Sie in die Industrie gewechselt. Wie sah Ihr beruflicher Werdegang nach der Uni konkret aus? ⸻ Im Jahr 2011 habe ich meine Karriere in Duisburg bei einer Infineon-Tochter als Entwickler von Schaltungen für Microcontroller begonnen. An die Stelle bin ich über eine Initiativbewerbung gekommen. Später bin ich zu Intel im Bereich Mobilfunk gewechselt, erst als Ingenieur im Hochfrequenzbereich, dann als Engineering Manager in München. Nach einer kurzen Tätigkeit bei Infineon bin ich 2020 zu Apple ans Europäische Zentrum für Chipdesign in München gewechselt. Halbleiterentwicklung gilt als ein hoch spezialisierter und zugleich strategischer Bereich der Technologie- branche. Was fasziniert Sie an diesem Feld beson- ders? ⸻ Das ist relativ einfach zu beantworten: Zum einen fasziniert die Technik, moderne Chips bestehen aus Mil- liarden von Transistoren mit einer Größe im Nanometer- bereich. Zum anderen werden diese Chips in einer großen Anzahl von Geräten verwendet. Man entwickelt also etwas, das Tausende, wenn nicht sogar Millionen von Menschen täglich verwenden. Wie sieht ein typischer Arbeitstag für Sie aus? ⸻ Es ist ein Mix aus Entwicklungsarbeit, Meetings und manchmal auch administrativen Aufgaben. Bei der Entwicklungsarbeit ist man nicht alleine: Oft stehen wir am Whiteboard und gehen neue Schaltungsideen im Team durch. Da man meist mit vielen Menschen in verschiedenen Disziplinen und Standorten zusammenarbeitet, ist eine gute Kommunikation essenziell. Was würden Sie Absolvent*innen mit auf den Weg ge- ben, die sich für eine Tätigkeit in internationalen High- techunternehmen interessieren? ⸻ Mein Rat ist ganz klassisch: tiefe inhaltliche Arbeit und ein hervorragender Abschluss. Hinzu kommt eine exzellente Kommunikationsfähigkeit. Und ganz wichtig: Be- geisterung mitbringen, in einem Unternehmen zu arbeiten und großartige Dinge zu entwickeln. Um es mit den Worten von Apple-Gründer Steve Jobs zu sagen: „The only way to do great work is to love what you do.“ Ich würde gerne mal einen Tag tauschen mit … ⸻ Steve Wozniak in den 70ern. Er entwarf die ersten Computer für Apple. Gern würde ich wissen, wie es sich an- gefühlt hat, als aus den selbst gebauten Hobbycomputern die ersten Produkte entstanden. Was würden Sie eine allwissende Forscherin oder einen allwissenden Forscher aus der Zukunft fragen? ⸻ Wie künstliche Intelligenz die Menschheit verändern wird. TU Hamburg J A K O B M . T O M A S I K hat an der TU Hamburg sowohl Informatik-Ingenieurwesen als auch Elektrotechnik studiert und die beiden Fächer 2004 beziehungsweise 2010 abgeschlossen. Anschließend hat er bei verschiedenen Halbleiterherstellern gearbeitet. Inzwi- schen lebt er in München und ist dort seit sechs Jahren im Europäischen Zentrum für Chipdesign bei Apple tätig. 4 3
Was eine Tasse Kaffee wirklich kostet Welche Emissionen stecken in der täglichen Tasse Kaffee? Studierende haben sich im CampusLab „Circular Economy“ auf Spurensuche begeben und nehmen dabei eine Kaffeemaschine ganz genau unter die Lupe. 4 4 g r u b n r o H i a K / g r u b m a H U T , y a b a x P i : s o t o F C A M P U S „Hat schon mal jemand von euch eine Kaffeemaschine auseinandergebaut?“, fragt Jan Feitkenhauer, kurz bevor es losgeht. Die Studierenden schütteln den Kopf: „Du hast wahrscheinlich mehr Ahnung davon als wir“, antwor- tet einer von ihnen und schmunzelt. Der Wissenschaftliche Mitarbeiter am Dekanat Management-Wissenschaften und Technologie hat die Studierenden ins CampusLab „Circular Economy“ der Technischen Universität Hamburg eingeladen. Auf fünf rollbaren Tischen hat er drei ausrangierte Kaffeemaschi- nen und zwei Wasserkocher drapiert. „Spenden aus der TU-Belegschaft“, erklärt Feitkenhauer. Er forscht zu nachhaltigen Lieferketten und leitet das Praxisseminar für die Wirtschafts- ingenieur*innen. Im Fokus der Praxis: Kaffee. Die angehenden Ingenieur*in- nen wollen heute herausfinden, welche Emissionen und Kosten eine Tasse Kaf- fee verursacht, wenn man ganz genau hinschaut. Nicht nur die Kaffeebohnen werden betrachtet und der Weg, den diese zurücklegen, sondern auch die Kaffeemaschine selbst wird untersucht, die Ressourcen, die zu ihrer Herstellung aufgewendet, und der Strom, der zu ihrem Betrieb verbraucht wird. Die Me- thode, um diese Umweltauswirkungen systematisch zu erheben, nennt sich Die Studierenden messen, wieviel Strom ein Brühvorgang mit einer Kaffeemaschine verbraucht Ökobilanzierung – auch als Life Cycle Assessment (LCA) bekannt. Mit Life Cyc- le ist der gesamte Lebenszyklus eines Produkts gemeint – von der Rohstoff- gewinnung über die Herstellung und Nutzung bis zur Entsorgung. Jetzt wird es praktisch Kaffee ist das beliebteste Heißgetränk der Deutschen. Der durchschnittliche Pro-Kopf-Verbrauch liegt aktuell bei 164 Litern pro Jahr, was wiederum 656 Tas- sen ergibt. Vor allem für den Transport fallen große Mengen an Emissionen an, da die Kaffeebohnen eine weite Reise bis zu den heimischen Kaffeemaschi- nen zurücklegen müssen. Für ihre LCA-Analyse erhält eine Fünfergruppe aus dem fünften Semes- ter als Testmodell eine Kaffeemaschine der Marke Clatronic. Eine handelsübli- che Filtermaschine in Weiß. Ihr Ziel: die Berechnung der Umwelteinflüsse einer Tasse Filterkaffee. Dazu messen sie zu- nächst 250 Milliliter Wasser ab. Das ist die Menge, die im Seminar für eine Standardtasse Kaffee definiert wurde. Mithilfe eines Messgeräts ermittelt die Gruppe dann, wie viel Strom ihre Kaffee- maschine beim Brühen verbraucht – es sind im Schnitt 0,027 Kilowattstunden. Anschließend müssen die Studierenden herausfinden, welche Emissionen bei der Herstellung des Geräts entstanden sind. Hierzu zerlegen sie die Kaffeema- schine in ihre einzelnen Bauteile. Das hat bisher noch keiner von ihnen ge- macht. „Ich habe früher hin und wieder kaputte Handys von mir oder meiner Familie repariert“, erzählt Janis Bindel. Und Fabio Lehmann ergänzt: „Leider ist 4 5
Glas, Plastik, Metall: So sieht eine zerlegte Kaffeemaschine aus es heutzutage oftmals vom Hersteller nicht gewollt, dass man eigenständig Sachen repariert.“ Trotz übersichtlicher Vorerfah- rungen stellen sich die Studierenden geschickt an. Janis greift zur Zange und löst das Scharnier, das Klappe und Ge- häuse verbindet – es knackt leise, als das Plastik nachgibt. Scharnier und Ge- häuse bestehen wie der Filterhalter aus Plastik. Anschließend entfernt Fa bio die Schrauben an der Rückseite und löst vorsichtig die Abdeckung ab, um an die elektrischen Bauteile zu gelan- gen: „Über dieses Metallelement wird sicher das Wasser erhitzt“, mutmaßt Fabio Lehmann. Gemeinsam trennt die Gruppe das Heizelement von der verbundenen Platine und ordnet jedes Bauteil nach und nach einer Material- gruppe zu: Gehäuse und Abdeckungen bestehen etwa aus dem Kunststoff ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), die Kanne aus Glas, die Dichtungsringe aus Gum- mi, die Kontakte aus Messing. Das Internet liefert weitere Informationen Um die Materialgruppen einzelner Bauteile richtig zu bestimmen, suchen sie auf der Produktverpackung und im Netz nach Informationen des Her- stellers, beispielsweise in alten Bedie- nungsanleitungen. Auch Seminarleiter Jan Feitkenhauer steht immer wieder mit Rat zur Seite: „Bei der Herstellung von Massenprodukten spielt oftmals der Preis die wesentliche Rolle und weniger die Umweltverträglichkeit“, erläutert er. „Daher sind viele Bauteile aus Primärkunststoffen, die direkt aus fossilen Rohstoffen gefertigt werden.“ Nachdem die Studierenden alle Bau- teile einer Materialart zugeordnet haben, wiegen sie die verschiedenen Materialgruppen und dokumentieren ihre Ergebnisse in einer Excel-Tabelle. Anschließend erstellt die Gruppe ein Modell ihres Produktsystems mithilfe einer Software, die sie mit den ermittelten Daten füttern. Die mit der Software verknüpfte Daten- bank liefert sämtliche Emissionsdaten für verschiedene Materialarten, ein- schließlich jener Umweltkosten, die beim Abbau, der Verarbeitung oder dem Transport entstanden sind. Was verursacht die meisten Emissionen? Um die CO2-Emissionen für eine ein- zelne Tasse Kaffee zu ermitteln, be- nötigen die Studierenden noch die Emissionsdaten der verwendeten Ara- bica-Kaffeebohnen. Auch hierzu sind im Modell Datensätze hinterlegt, die sowohl Anbau und Abbau als auch den Transport des Kaffees einbeziehen. Zu- letzt ermitteln die Studierenden den Anteil der Kaffeemaschine an den Ge- samtemissionen. Hierfür nehmen sie eine Lebensdauer der Maschine von fünf Jahren an. So kommen die Stu- dierenden schließlich auf 0,092 Kilo- gramm CO2-Äquivalente pro Tasse Kaffee. Die klaren Emissionstreiber dabei: die Kaffeebohnen und der ver- brauchte Strom. Zusammen sind sie für etwa 99 Prozent der Emissionen C A M P U S Die Bestandteile der Kaffeemaschine werden nach Materialgruppe einzeln gewogen verantwortlich. Lediglich ein Prozent entfallen also auf die Abfallentsorgung von Kaffeesatz und Filter sowie auf die anteiligen Emissionen der Maschine selbst. Aber auch der Strommix im ei- genen Haushalt ist entscheidend. Vor allem, wenn er sich aus fossilen Ener- gieträgern speist. „Mit der LCA-Methode lernen die Studierenden, wie sie Produkte hin- sichtlich ihrer Umweltverträglichkeit miteinander vergleichen können. Alle CO2-Angaben, die man zum Beispiel von Produkten im Supermarkt oder für Strom kennt, werden mithilfe dieser Methode berechnet“, erklärt Feitken- hauer. „In Unternehmen ist die Metho- de für die Nachhaltigkeitsberichterstat- tung unabdingbar und wird in der EU immer weiter ausgebaut.“ Besonders beim Anbau und dem langen Transport von Kaffeebohnen aus Südamerika werden große Mengen Emissionen freigesetzt. Darum besteht hier der größte Handlungsspielraum, resümieren die Studierenden zum Ab- schluss des Seminars. „Sollte einem als Verbraucher Nachhaltigkeit wichtig sein“, fasst es Fabio zusammen, „sollte man darauf achten, woher der Kaffee stammt und ob er mithilfe von Öko- strom zubereitet wird.“ So lässt sich über kleine Anpas- sungen im Alltag in Summe ein großer Effekt erzielen. Kai Hornburg Im CampusLab „Circular Economy“ werden Verfahren entwickelt, die darauf abzielen, eine nachhalti- gere Zukunft voranzutreiben. Die Kernprinzipien der Kreislaufwirt- schaft reichen von Produktketten der Biomasse über Hochleis- tungswerkstoffe bis hin zu deren Recycling. 4 7 „Bei der Herstellung von Massen- produkten spielt oftmals der Preis eine wesentliche Rolle und weni- ger die Umweltverträglichkeit.“ Jan Feitkenhauer 4 6
SCHIENEN, SCHWELLEN, SCHOTTER – GLEISWARTUNG NEU DENKEN C A M P U S Mit einem hochfrequenten und intelligenten Radarsystem bringt das Startup Innolyze die Wartung von Bahngleisen in der Zukunft auf die Schiene. Innolyze gegründet. Um dafür in Voll- zeit alles geben zu können, kündigten sie ihre Jobs in durchaus renommierten Firmen: Daniel war nach seiner Pro- motion über AI-Algorithmen an der TU München bei Infineon in der Mik- rocontroller-Entwicklung tätig, Jan nach seinem Master in Produktentwicklung Bauteilverantwortlicher für Sensorik im Motorsport bei Porsche. Und System- designer Nils schließt derzeit seine Pro- motion am Institut für Hochfrequenz- technologie an der TUHH ab. Innovation aufgleisen „Der Motorsportbereich ist vergleichs- weise klein und stark spezialisiert. Als wir darüber nachdachten, unser Know- how in einem größeren Markt zu positi- onieren, haben wir festgestellt, dass es ein viel größeres Potenzial hat, unsere Technologie für die Gleisinspektion zu adaptieren“, leitet Jan zum Kernprojekt über. Ein spontaner Test im Labor mit eingeritzten Stahlelementen zur Schie- nensimulation und einem neu konfigu- rierten Radarsystem zeigte: Ihre Idee funktioniert. Das Feedback war sofort durchweg positiv. Schnell waren ein Ideenwettbewerb sowie die Förderung des AI.STARTUP.HUB gewonnen. Seit Februar erhalten die Gründer zudem ein Jahr lang die staatliche Förderung Exist. Vor allem aber auch seitens po- tenzieller Kunden wie der Hamburger Hochbahn und der Deutschen Bahn war das Interesse von Anfang an groß. Dr. Daniel Auge, Jan Philipp Weiland und Nils Albrecht bilden das Innolyze-Gründungsteam 4 9 K Kaum größer als seine Handfläche und leichter als eine Tafel Schokolade – das metallene Gerät, das Jan Philipp Wei- land präsentiert, entpuppt sich als ein echtes Pfund. Denn Nils Albrecht, Dr. Daniel Auge und Jan Philipp Weiland haben das unscheinbare Leichtgewicht mit komplexer Hochfrequenztechno- logie zu einem präzisen Geschwindig- keitssensor für den Motorsport ge- macht, der seinesgleichen sucht und schon bald auf den Markt gehen wird. Dieses erste Produkt ist Initialzündung und Co-Finanzierung zugleich für die eigentliche Geschäftsidee der jungen Gründer. Durch ihre Begeisterung für den Motorsport haben sie sich schon während des Studiums im e-gnition Team der TU Hamburg bei den For- mula Students kennengelernt und im Sommer 2024 ihr gemeinsames Startup l e z l u h c S e k E / g r u b m a H U T , z t i r F l e a h c i M : s o t o F
C A M P U S versehen, sodass Reparaturen planvoll und effizient ausführbar sind. Expertise in Radartechnik „In der Radartechnik mit sehr hohen Frequenzen, wie wir sie nutzen, kennen sich noch nicht so viele Menschen aus. Und wir haben den Vorteil, gleich zwei Experten im Team zu haben, die sehr viel Systemkompetenz mitbringen“, verweist Jan, der sich um das Manage- ment kümmert, stolz auf seine Kollegen Daniel und Nils. Optische Sensoren sind zudem sehr viel anfälliger als Radar- systeme, allein weil die Linsen durch Dreck oder Schnee verschmutzen und bei Dunkelheit schlechter funktionie- ren. Radare haben keine beweglichen Teile und sind auch dadurch bei hoher Geschwindigkeit einsetzbar. Die Ham- burger Hochbahn und die Deutsche Bahn sind nun gespannt darauf, Proto- typen testen zu dürfen. Doch bis dahin wird noch etwas Zeit vergehen. Aktuell läuft ein aufwendiges Patentierungs- verfahren. Und Innolyze will sich mit zwei Mitarbeitenden und zwei Werk- student*innen in diesem Jahr breiter aufstellen, um ihre Lösung schneller voranzutreiben. Ende des Jahres soll ein Investor gefunden werden, um das Produkt marktreif zu machen. Bis dahin wird es vermutlich noch einmal drei Jahre dauern. Denn der Bereich Bahnfahrt ist zwar weltweit ein riesi- ger und wachsender Markt, aber auch ein schwerfälliger. Doch dank Innolyze könnte er – zumindest in der Gleiswar- tung – bald rasant an Fahrt aufnehmen. Maren Plentz https://www.innolyze.de/ AI.STARTUP.HUB ist ein Kooperationsprojekt von sechs Akteuren, darunter die TUHH-Technologietochter TUTECH, die Gründer im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) gezielt fördert, um KI-Ideen schneller in marktfähige Produkte zu verwandeln. Es agiert als Brücke zwischen Forschung, Anwendung und Investoren. Das Exist-Gründungsstipendium ist eine maximal zwölf- monatige Unterstützung vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) und dem Europäischen Sozialfonds (ESF), das die Sicherung des persönlichen Lebensunterhalts sowie die Weiterentwicklung des Geschäftsmodells der Gründer*innen aus Hochschulen, Unis und Forschungseinrichtungen fördert. www.aistartuphub.com https://exist.de/ Passt in eine Hand: Hochfrequenz- technologie für die Gleisinspektion Kein Wunder, denn die Wartungsmaß- nahmen des sogenannten Oberbaus (Schienen, Schwellen, Schotter) des deutschen Schienennetzes sind aktuell ein Potpourri aus menschlichen Gleis- läufern, Spezialmesszügen, Robotern, Sensorik und Drohnen – und kosten die zuständige DB InfraGo jährlich rund drei Milliarden Euro. Viel zu teuer und zu unübersichtlich, finden die Gründer und versprechen mit Innolyze erhebli- che Kosten- und Aufwandsreduzierung. Und zwar so: Etwa fünf bis zehn Pro- zent aller Züge der Deutschen Bahn würden mit einer Art Balken an der Unterseite versehen, in dem sich eine Vielzahl von Radaren befindet. Diese senden während des normalen Bahn- betriebs elektromagnetische Wellen ins Gleisbett, die wiederum reflektiert und von Antennen empfangen werden. Algorithmen dahinter rekonstruieren anhand der Wellen die dreidimensio- nalen Körper und bilden so einen voll- ständigen digitalen, dreidimensionalen Zwilling des gesamten Schienennetzes. Ohne Gleissperrungen, zusätzliches Personal oder externe Gerätschaften. Und die drei Tüftler setzen noch einen drauf und ergänzen ihre ausgefeilte Hardware samt entsprechender Algo- rithmik noch um profunde KI-gesteu- erte Datenanalyse: Defekte wie Risse werden nicht nur sichtbar, sondern di- rekt mit Prognosen und Empfehlungen 5 0 Many great ideas stay inside papers, presentations or theses. Some shouldn’t. ------------------- Could your research insight be useful beyond academia? We help you explore whether ideas could become a business, a startup or a real-world application. Free support for students, scientists & PhDs. scan me startupport.de Gefördert von: Projektträger: Bring Power ins Netz Ob Berufseinsteiger*in oder Werkstudent*in – du willst mitgestalten? Dann bring deine Energie dorthin, wo sie zählt: zu uns. Wir halten Hamburg am Laufen und sorgen dafür, dass Strom und Gas zuverlässig fließen. Lass uns gemeinsam Hamburg möglich machen. Einstieg leicht gemacht: Mach mit! hamburger-energienetze.de/karriere