ADAMS streamt die Medien nicht nur angepasst auf das jeweilige Endgerät, sondern inklusive der Information, an welcher Stelle zuvor unterbrochen worden ist. Von besonderer Bedeutung ist die laufende Berücksichtigung der Netzqualität, sodass exakt die Datenmenge übertragen wird, die das Netz auch transportieren kann. Im Ergebnis sieht der Nutzer seine Lieblingssendung auf seinem Lieblingsgerät in der optimalen Bildqualität und ohne Unterbrechung weiter. Auf den Endgeräten wird der ADAMS-Player dafür sorgen, dass die Medien genau an der Stelle abgespielt werden, an der die Sendung vorher unterbrochen worden ist. Der Player wird dabei nicht nur auf Computern, Tablets und Smartphones laufen, sondern lässt Nutzer Musikstücke über das in vielen Fahrzeugen bereits integrierte zentrale Informationsdisplay auswählen.

Das System wird sich laufend auf die aktuelle Netzqualität einstellen und so für optimalen Mediengenuss sorgen. Üblicherweise streamen Server Filme und Lieder mit der immer gleichen Datenrate. Der Nachteil: Reduziert sich die verfügbare Datenrate durch Bewegung in der Funkzelle oder konkurrierende Datenströme anderer Nutzer, so ruckelt oder pausiert die Wiedergabe des Films. ADAMS nutzt hier adaptive Technologien, die kontinuierlich die Netzqualität überprüfen und die Daten bereits auf dem Server so transcodieren, dass nur die von Netz und Endgerät verarbeitbaren Daten verschickt werden. Dadurch erhält der Nutzer immer das Optimum: innerhalb eines guten WLANs HD-Qualität und bei geringer Netzabdeckung ein Bild mit niedriger Auflösung, aber dennoch ruckelfrei.

Im Forschungsprojekt CIS-Qualitätsoffensive im Bereich der Dünnschicht-Photovoltaik wurde erfolgreich an der Erforschung und Optimierung der elektronischen Materialqualität und der strukturellen Homogenität des CIS-Verbindungshalbleiters Kupfer-Indium-Gallium-Disulfoselenid Cu(In,Ga)(Se,S)₂ gearbeitet. Mit Hilfe der im Kooperationsprojekt gewonnenen Erkenntnisse aus universitärer Grundlagenforschung und technologischer Entwicklung konnte eine deutliche Steigerung des resultierenden Zell- und Modulwirkungsgrades von CIS-basierter Dünnschichtphotovoltaik erreicht werden.

Während der Rekordwirkungsgrad der dem Projekt zugrunde liegenden CIS-Solarmodule bei der Antragstellung noch bei 14,0 % lag, konnte dieser im Rahmen des Forschungsprojekts CIS-Qualitätsoffensive auf bis zu 15,8 % gesteigert werden. Dies ist besonders bemerkenswert, da neben der deutlichen Wirkungsgradsteigerung auch eine technologische Umstellung der ursprünglich im Solarmodul enthaltenen schwermetallhaltigen Pufferschicht aus Cadmiumsulfid auf eine cadmiumfreie Pufferschicht aus Indiumsulfid realisiert werden konnte. Mit dem erreichten Wirkungsgrad von 15,8 % konnte sogar das ursprünglich noch mit Einsatz von Cadmiumsulfid angestrebte Wirkungsgradziel von 15,5 % übertroffen werden.

Ein Teil der gewonnenen Ergebnisse konnte in der Zwischenzeit erfolgreich in die Produktion integriert werden. Auf universitärer Seite konnten im Rahmen zahlreicher Bachelor- und Masterarbeiten sowie innerhalb von Dissertationen grundlegende Erkenntnisse zum Bildungsmechanismus des CIS-Verbindungshalbleiters, zur Mikrostruktur des resultierenden Bauelements sowie zur Modellierung des CIS-Halbleiterbildungsmechanismus gewonnen werden. Wesentliche wissenschaftliche Ergebnisse wurden in Fachzeitschriften publiziert.

In optischen Weitverkehrsnetzen setzt sich derzeit die kohärente Übertragungstechnik für 100+ Gbit/s je Kanal im dichten Wellenlängenmultiplex-Betrieb (DWDM) durch. Das Projekt COCONFECt hatte die Zielsetzung, neue, leistungsfähige Verfahren zur Kanalcodierung (FEC) zu erarbeiten und ihre Eignung für diese Anwendung zu untersuchen. Dabei war die enge Komplexitätsbeschränkung digitaler Signalverarbeitung bei höchsten Datenraten zu beachten, was den Einsatz sehr aufwendiger Algorithmen verhindert und eine optimierte Investition der limitierten Verarbeitungskapazität erfordert.

Im Projekt wurde eine Klasse implementierungsfreundlicher LDPC-Codes (lineare Blockcodes zur Fehlerkorrektur) für detaillierte Studien ausgewählt. Zur robusten Anpassung an den kohärenten Empfangskanal mit Phasenschlupf in der Trägerphasenrückgewinnung war eine differenzielle Vorcodierung vorgesehen. Damit wurden die LDPC-Codes sowohl isoliert wie auch in einem iterativen Detektionsschema (Turbo Loop mit Soft Differential Detection) untersucht und verglichen, wobei Verfahren zur theoretischen Leistungsanalyse (EXIT Charts) verfeinert und angepasst wurden.

Iterative FEC-Algorithmen zeigen oft eine inakzeptable Restfehlerrate (Error Floor), deshalb war es eine besondere Herausforderung, frühzeitig Aussagen über die Lage des Error Floors unterhalb von 10 -15 zu gewinnen. Dies wurde mit speziellen Extrapolationsverfahren plausibilisiert, mittels GPU (Grafikprozessor)-basierten Hochleistungsrechnern punktuell verifiziert und mit Hardware-basierter Kanalemulation experimentell bestätigt. Es zeigte sich, dass bestimmte Kanaleigenschaften, z. B. Phasenschlupf, bei der FEC-Algorithmenwahl und beim Leistungsvergleich keinesfalls vernachlässigt werden dürfen. Als Ergebnis mit besonderer Praxisrelevanz wurde ein umsetzbares Turbo-Decoderschema mit abgestimmter Trägerphasenschätzung vorgelegt, das sich leicht auf 200 Gbit/s erweitern lässt.

Ziel des Projekts war die erstmalige Kombination von chemisch-optischer Messtechnik mit einer Bilderkennung inklusive einer geeigneten Auswertung. Es sollte ein Kultursystem entwickelt werden, das unter den typischen Bedingungen der Zellkultivierung (Temperatur, Feuchte, Agitation und CO2-Begasung) verwendet werden kann – und das in wesentlich geringerer Größe als ein Zellkulturreaktor.

Die zum Projektende fertigen 24-Kanal-Funktionsmuster ermöglichen in den 24 Wells die parallele Messung von pH und Sauerstoff und die Aufzeichnung und Bearbeitung von Bildern in einem Sichtfeld von 1 mm2. Die einsatzbedingt geforderte kompakte Bauweise wurde durch einen Sandwich-Aufbau realisiert; die verwendete Optik basiert auf dem „Flüssiglinsen-System“, das Fertigungstoleranzen erfolgreich ausgleicht. Eine ausreichend homogene Beleuchtung wird durch Strahlteiler unter den Wells und seitlich angebrachte LEDs erzielt.

Die neu entwickelte Software steuert die Bildaufnahme und die pH- und Sauerstoffmessung des am USB-Port angeschlossenen Messsystems. Die Messdaten werden verarbeitet, und der Nutzer erkennt durch ein verbessertes Bild mehr Details. Als Messapplikation wurde der Vergleich von Wachstumskurven implementiert. Zur Bestimmung der Zellzahl in den mikroskopischen Bildern wurden verschiedene Verfahren zur Zelldetektion entwickelt und verglichen. Ein vielversprechendes Verfahren wurde erfolgreich auf die Bilder angewendet, die mit dem Funktionsmuster aufgezeichnet wurden. Die erfolgreiche Kombination des Messsystems mit der Software ist für die biologische Forschung neu und interessant, die entwickelten Ansätze für eine automatisierte Vitalitätsbestimmung sind verheißungsvoll.

Kälberdurchfall gilt als wirtschaftlich bedeutendste Erkrankung in der Rinderhaltung. Zur Behandlung von Krankheitsausbrüchen werden häufig Antibiotika verwendet, deren Einsatz jedoch das Risiko der Resistenzausbreitung nach sich zieht. Umso wichtiger ist es, verstärkt auf prophylaktische Maßnahmen zur Eindämmung dieser Erkrankung zu setzen. Neben gezielter Impfung könnten möglicherweise auch Probiotika durchfallprophylaktisch eingesetzt werden. Um hierfür geeignete Mikroorganismen selektieren zu können, sind zunächst genaue Kenntnisse über die Unterschiede in der Entwicklung und Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaften im Darm gesunder und kranker Kälber erforderlich.

Da bisher jedoch kaum Daten hierzu existieren, war es Ziel des Forschungsprojekts, auf Basis der natürlichen Mikrobiotika ein durchfallprotektives Probiotikum speziell für den Einsatz beim Kalb zu entwickeln. Dafür wurden von 150 Kälbern innerhalb der ersten Lebenswoche jeweils sieben Kotproben gewonnen. Für die Untersuchung wurden sowohl klassische kulturelle Verfahren als auch moderne Methoden wie MALDI-TOF-Massenspektrometrie und RAPD-PCR angewendet. Von Bakterienspezies, die in kranken Kälbern deutlich unterrepräsentiert waren, wurden anschließend Isolate ausgewählt und auf ihre Eignung für den Einsatz als Diarrhö-Prophylaktikum überprüft (Säure- und Gallensalzstabilität, Antibiotikaresistenzprofil, antimikrobielle Aktivität gegen Pathogene).

Auf Basis dieser Ergebnisse wurde ein Probiotikum entwickelt, das anschließend an 86 Kälbern getestet wurde. Der Vergleich mit der Placebogruppe (n = 84) ergab eine signifikant niedrigere Durchfallrate in der ersten Lebenswoche um knapp 35 % (P < 0>

Bei der Speicherung von Überschussenergie aus der Einspeisung von erneuerbaren Energien wird heute vielfach die Nutzung des Erdgasnetzes in Kombination mit einer Wasserelektrolyse und nachgeschalteter Methanisierung vorgeschlagen. Kernprobleme hierbei sind eine teure Elektrolyse und geringe Wirkungsgrade. Effizienter wird der Prozess dann, wenn Strom als Wasserstoff aus der partiellen Reformierung des Methans im Erdgasnetz gespeichert wird.

Die Ziele des Projekts waren der energetische Vergleich technischer Optionen zur Energieeinspeisung und -rückgewinnung mittels partieller Reformierung sowie die Erstellung von Energie- und Stoffbilanzen der Prozesskette für einen bayerischen Standort.

Um den Energieinhalt des eingesetzten Erdgases mit Überschussstrom zu erhöhen, wurde im vorgeschlagenen Verfahren ein Katalysatorbett elektrisch beheizt. Dabei wurde Methan teilweise mit Wasserdampf reformiert und die eingesetzte Elektrizität in chemische Energie umgewandelt. Es wurden verschiedene Nutzungsvarianten simuliert und optimiert. Bei der Auswahl geeigneter Parameter für die Methan/Erdgas-Reformierung stellte sich die Vermeidung von Kohlenstoffablagerungen an den verwendeten Katalysatoren als größte Herausforderung dar. Für eine ökonomische Beurteilung wurden vier mögliche Szenarien für eine 200 kW Anlage untersucht: Sekundärregelung, Minutenreserve, Stromhandel (EEX) und ein „Wind-to-Gas“-Szenario.

Im Ergebnis konnten maximale Wirkungsgrade jeweils bei niedrigen S/C-Verhältnissen und bei Temperaturen um 600 °C erreicht werden. Bei diesen Bedingungen musste ein Kompromiss zwischen Effizienz und Kohlenstoffvermeidung am Katalysator gefunden werden.

Heutzutage kommerziell erhältliche UV-Leuchtdioden (UV-LEDs) entfalten nicht ihr vollständiges Potenzial, da Lichtintensität und Lebensdauer dieser Bauelemente sehr gering sind. Ursache hierfür sind die hohen Defektdichten im Bauelement aufgrund der Verwendung von Fremdsubstraten (Substrat = elektrische und mechanische Unterlage) wie Saphir oder Silizium. Mit gitterangepassten Substraten lässt sich die Anzahl von Defekten signifikant reduzieren und im Umkehrschluss die Effizienz dieser optoelektronischen Bauelemente steigern. In einem Vorgängerprojekt wurden bereits die Grundlagen bezüglich der Auswahl geeigneter Tiegelmaterialien, der Herstellung von hochreinem Quellenmaterial (AlN-Pulver) sowie der Einstellung des Massetransportes zwischen Quelle und Keim geschaffen.

In diesem Projekt sollte erstmalig durch Vorgabe eines geeigneten Keimkristalls aus einkristallinem AlN der Übergang vom polykristallinen zum einkristallinen (perfekten) Material vollzogen werden. Innerhalb des festgelegten Zeitraums konnte der Kristalldurchmesser sukzessive von 10 mm auf 50 mm bei einer Länge von mehr als 10 mm gesteigert werden.

Damit die Scheiben weiter zu LEDs prozessiert werden können, muss die Scheibenoberfläche atomar glatt poliert werden. Dazu wurde ein entsprechendes Polierverfahren entwickelt, sodass Rauigkeiten < 0>

Im Rahmen des Forschungsprojekts sollten komplexe Formkörper aus Kohlenstoff spanlos hergestellt werden.

Graphit ist bereits in einer gespanten Variante als Käfig eines Wälzlagers bekannt und ermöglicht hier den Einsatz unter extremen Bedingungen. Eine spanlose Herstellung bietet jedoch unter wirtschaftlichen und technischen Gesichtspunkten, besonders aber aus dem Antrieb der Ökologie heraus deutliche Vorteile.

Aus diesem Grund wurde ein Bindersystem entwickelt, das es ermöglicht, ein Mesophasen-Kohlenstoffpulver im konventionellen Spritzgießprozess zu verarbeiten. Weiter wurde der anschließende Trocknungs- und Thermoprozess zur Entbinderung und Graphitierung auf typische Anforderungen wie z. B. die Einhaltung von Toleranzen hin optimiert. Während innerhalb der Entbinderung Gase entstehen, die zu Blasen und Rissen im Material führen können, kommt es im Graphitierprozess zu deutlicher Schwindung, die wiederum einen Verzug des Bauteiles verursachen kann. Daher wurde der Einfluss des Ausgangsmaterials auf diese Aspekte hin untersucht und angepasst.

Durch das Forschungsprojekt konnten Erkenntnisse gewonnen werden, die es ermöglichten, komplexe Geometrien herzustellen und sowohl die Materialkennwerte als auch das charakteristische Verhalten im Wälzlager-Einsatz vergleichbar zu aktuellen Serienlösungen darzustellen.

Bedingt durch die steigende Vernetzungskomplexität heutiger Bordnetze und die stetig zunehmende Elektrifizierung mit wachsenden Leistungsanforderungen bieten evolutionäre Einzelfunktions-Optimierungen im Energiebordnetz keinen Ansatz für ein gewichts- und kostenoptimales Gesamtkonzept. Technisch wie wirtschaftlich gilt es daher, durch Neustrukturierung der Energieverteilung und Absicherung neue Lösungsansätze für zukünftige Fahrzeuggenerationen zu erschließen. Ziel des Projekts war eine systematische Untersuchung eines neuartigen Backbone-Ansatzes auf Basis einer Mehrfachschiene zur Energieverteilung in Kombination mit intelligenten Stromverteilern. Dabei wurden insbesondere die bekannten Engpässe der Bordnetz-Architektur sowie zukünftige Anforderungen bezüglich eines Mehrspannungsbordnetzes und moderner Leichtbau-Karosseriestrukturen betrachtet.

Voraussetzungen waren die thermo- und elektrodynamische Modellierung von Leitern bzw. Schienenaufbauten, die Charakterisierung von Verbrauchern sowie die Entwicklung von geeigneten Optimierungsansätzen zur Energiebordnetz-Auslegung. Durch Grundlagenuntersuchungen zur Aufbau- und Verbindungstechnik konnten geeignete Verfahren und Materialien gefunden werden, die sowohl die Anforderungen an Isolationseigenschaften als auch eine korrosionsgeschützte Materialpaarung von Aluminium- und Kupferleitern erfüllen.

Für die Analyse und den Funktionsnachweis im Gesamtkontext wurde ein Fahrzeugmodell mit dem beschriebenen Konzept aufgebaut. Über Fahrzeugmessungen konnten die theoretisch hergeleiteten Eigenschaften bezüglich Leitungserwärmung, EMV und Bordnetz-Stabilisierung bestätigt werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens ist es gelungen, das Gesamtsystem Energiebordnetz unter thermodynamischen, energetischen und gewichtstechnischen Aspekten optimal zu konzipieren und Absicherungsalgorithmen für dynamische Lasten zu entwickeln.

Die Projektpartner haben gemeinsam eine Hochdruck-Thermowaage für höchste Temperaturen und Drücke entwickelt. Das Messgerät hat eine Wägegenauigkeit von 1 Millionstel Gramm und erlaubt Probentemperaturen bis 1800 °C bei Drücken bis 50 bar. Es können inerte, oxidierende, reduzierende und wasserdampfhaltige Gasatmosphären eingestellt werden. Die zeitlichen Profile der Anlagenparameter Druck und Temperatur sowie der Gasströme und -konzentrationen werden durch die Anlagensoftware geregelt.

Nach der Entwicklung und Inbetriebnahme der Anlage wurde die Thermowaage am Lehrstuhl für Energiesysteme zur Untersuchung von mineralischen Stoffen hinsichtlich ihrer Eignung als Getter für die Alkali-Heißgasreinigung in zukünftigen hocheffizienten IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle)-Kraftwerken verwendet. Das Alkali-Sorptionsvermögen der Stoffe wurde in Abhängigkeit von Druck und Temperatur für reduzierende Gasatmosphären gemessen. Es hat sich gezeigt, dass bei höherem Druck bei gleicher Temperatur mehr Alkalien eingebunden werden und der Druck dabei einen logarithmischen Einfluss hat, der in wasserfreien Atmosphären deutlich stärker ist als in wasserdampfhaltigen.

Die Anlage konnte am Lehrstuhl für Energiesysteme ihre Leistungsfähigkeit bei Untersuchungen auch auf anderen Themengebieten, wie z. B. der Vergasungskinetik von Kohle und bei Experimenten zur Koksbildung an Reforming-Katalysatoren, unter Beweis stellen. Diese Hochdruck-Thermowaage deckt ein breites Anwendungsspektrum ab.