Validierungspreis 2017

Mehr als 160 Vorhaben sind seit 2010 in den beiden Förderlinien VIP und VIP+ an den Start gegangen. An drei besonders erfolgreich abgeschlossene VIP-Vorhaben wurden Validierungspreise durch den Parlamentarischen Staatssekretär bei der Bundesministerin für Bildung und Forschung Herrn Stefan Müller verliehen.

Gruppenfoto Sieger Validierungspreis Von links: Roland Leifeld und Prof. Hubertus Murrenhoff vom Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen der RWTH Aachen (2. Platz für „STEAM“), Holger Conrad vom Fraunhofer IPMS in Dresden (1.Platz für „Nano e-drive“), Parlamentarischer Staatssekretär Stefan Müller, Dr. Helko Borsdorf vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung Leipzig (3. Platz für "Geruchsradar“), Prof. Friederike Welter und Prof. Siegfried Neumann, Vorsitzende des Gutachterkreises für die Fördermaßnahme VIP+ © BMBF- Hannibal

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie der VIP+ Gutachterkreis haben drei herausragende, bereits abgeschlossene Validierungsvorhaben für den Validierungspreis 2017 ausgewählt, deren Verwertungsstrategie besonders überzeugt hat.

Nano e-drive

Das Projekt „Nano e-drive“, welches durch die Forschungsgruppe MESYS am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden bearbeitet wurde, wurde mit dem 1. Platz des Validierungspreises 2017 ausgezeichnet.

Holger Conrad Preisträger Dr. Holger Conrad vom Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS bei der Demonstration eines Modells eines elektrostatisch bimorph auslenkbaren Mikroaktors. © BMBF- Hannibal

Das Projekt „Nano e-drive“ diente der Validierung einer neuartigen, leistungsfähigen Klasse elektrostatischer Mikroaktoren. 

„Mikroaktoren finden sich in einer sehr großen Anzahl und Vielfalt von Anwendungen und Systemen wie beispielsweise in Smartphones, tragbaren Computersystemen („Wearables“), Autos oder in implantierbaren Insulinpumpen wieder“, erläutert Preisträger Holger Conrad. „Die derzeit etablierten Antriebsmechanismen stoßen jedoch immer wieder an ihre physikalischen oder technischen Grenzen, wodurch eine Verringerung der Leistungsfähigkeit der Zielanwendung, aber auch die Behinderung innovativer Produktansätze resultiert“ erläutert Holger Conrad weiter.

Im Projekt „Nano e-drive“ ist es den Dresdner Wissenschaftlern nun gelungen, ein seit Jahrzehnten in der Mikrosystemtechnik bestehendes Problem - die so genannten „Pull-In-Instabilität“ - zu lösen. Durch die Überwindung der Pull-In-Instabilität entstehen einerseits Aktoren mit wesentlich verbesserten Eigenschaften, andererseits ermöglicht die neue Klasse nun neue Designs von Mikrobauelementen und die Erschließung neuartiger Anwendungsgebiete, die zuvor nicht adressierbar waren. Holger Conrad erklärt: „Wir sind damit in der Lage elektrostatische Aktoren mit extrem geringen Elektrodenabständen zu fertigen, die konkurrierenden Antriebsmechanismen stark überlegen sind“.

Die Ergebnisse von „Nano e-drive“ ermöglichten die Anmeldung von fünf unabhängigen Patentfamilien, die Entstehung von sechs wissenschaftlichen Abschlussarbeiten sowie mehrerer Publikationen, unter anderem im renommierten Journal „Nature Communications“. Derzeit werden die Aktoren in diversen Anwendungsbereichen eingesetzt bzw. untersucht, z.B. in Mikropumpen, Mikroventilen, Lautsprechern sowie Zoom- und Bildstabilisierungssystemen für Smartphones.

Steigerung der Energieeffizienz in der Arbeitshydraulik mobiler Maschinen (STEAM)

Team STEAM Roland Leifeld und Prof. Hubertus Murrenhoff („STEAM“) mit dem Parlamentarischen Staatssekretär Stefan Müller. © BMBF- Hannibal

Das VIP-Projekt „Steigerung der Energieeffizienz in der Arbeitshydraulik mobiler Maschinen (STEAM)“, welches am Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen der RWTH Aachen durchgeführt wurde, wurde mit dem 2. Platz des Validierungspreises geehrt. Unter der Leitung von Prof. Hubertus Murrenhoff widmete sich das Projekt „STEAM“ der Validierung der Praxistauglichkeit eines neuartigen effizienten Hydrauliksystems zum Einsatz in Baumaschinen.

„Die Hersteller von mobilen Arbeitsmaschinen sind heutzutage herausgefordert die Energieeffizienz ihrer angebotenen Produkte zu steigern, zum einen aufgrund von sinkenden Energieressourcen und zum anderen wegen steigender Energiepreise.“ erläutert Prof. Hubertus Murrenhoff.

„Mit dem innovativen STEAM – Steuerungssystem konnten wir dank flexibler Verschaltung und einem neuen Steueralgorithmus einen energieeffizienten Betrieb der Arbeitshydraulik und der Verbrennungskraftmaschine erzielen. Zudem konnte im Rahmen der Validierung eine Kraftstoffeinsparung von bis zu 30 Prozent gegenüber herkömmlichen Steuerungssystemen für Arbeitshydraulik nachgewiesen werden,“ erklärt Roland Leifeld, der als Projektmitarbeiter intensiv am Erfolg von „STEAM“ beteiligt war.

Für die erfolgreiche Weiterentwicklung der „STEAM“ Technologie bis zur Serienreife wird derzeit in verschiedenen Projekten mit mehreren großen Baumaschinenherstellern gearbeitet. Im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit einem schwedischen Unternehmen wird z. B. an der Entwicklung einer neuen Generation von Radbaggern gearbeitet und mit einer japanischen Firma die Integration bestimmter STEAM Konzepte für Kettenbagger untersucht.

Geruchsradar

Helko Borsdorf bei der Präsentation Dr. Helko Borsdorf vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung Leipzig bei der Präsentation eines Messsystems zur Lokalisierung von Gerüchen („Geruchsradar“).© BMBF- Hannibal

Der 3. Platz des Validierungspreises wurde an Dr. Helko Borsdorf vom Helmholtz - Zentrum für Umweltforschung in Leipzig für das VIP-Projekt „Geruchsradar“ überreicht. In dem Validierungsprojekt wurde ein neuartiges Messsystem entwickelt, welches aus am Ort der Geruchsbelästigung mithilfe der Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS) gewonnenen Daten, Winddaten, gemessenen Turbulenzen und Positionsdaten direkt auf den Ort der Quelle sowie die Quellstärke des Geruchs schließen kann, auch wenn es sich um eine diffuse Quelle handelt.

„Damit Gerüche nicht zur Belastung werden, ist die Erfassung von Geruchsemissionen und deren Ausbreitung durch verschiedene Gesetze und Regelungen vorgeschrieben. Jedoch werden Gerüche derzeit noch subjektiv über die Wahrnehmung von sogenannten Testriechern ermittelt“, beschreibt Dr. Helko Borsdorf.

Durch die erfolgreiche Validierung des „Geruchsradars“ haben die Leipziger Wissenschaftler nun ein kosten- und zeitminimierendes Messsystem zur Geruchsdetektion entwickelt, welches bereits erfolgreich an mehreren Standorten eingesetzt wird und derzeit in einem AiF Projekt zur Marktreife weiterentwickelt werden soll. Nationale und europäische Behörden, die für die Luftreinhaltung zuständig sind, zeigen sich an den Ergebnissen von „Geruchsradar“ stark interessiert.