Dass der wissenschaftlich begleitete Einsatz von KI auch einen praktischen Einsatz in der Landwirtschaft erf?hrt, liegt den Forschenden besonders am Herzen: ?Wir wollen in den Austausch mit Firmen und Berufsschulen gehen und k?nnen uns auch sehr gut vorstellen, Berufs- und Fachschullehrerinnen/- und lehrern die Anwendung neuester Technologien vorzuführen“, so R?mer. Das KI-Reallabor Agrar soll eine Plattform sein, die Wissenschaft, Praxis und Bildung eng verknüpft.  

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Tim R?mer, Universit?t Osnabrück
Institut für Mathematik 
E-Mail: tim.roemer@uos.de

Weitere Informationen zur Beteiligung der 凤凰体育 Osnabrück am KI-Reallabor:
Prof. Dr. Stefan Stiene
Projektsprecher 凤凰体育 Osnabrück

Telefon: 0541 969-2190
E-Mail: s.stiene@hs-osnabrueck.de

?Nicht rostender Stahl - umgangssprachlich h?ufig Edelstahl genannt - ist aus unserem Alltag nicht wegzudenken – ob als Besteck in der Küche, als Bauteil in Autos oder in Hightech-Anwendungen. Ziel meiner Promotion ist es, den Werkstoff so weiterzuentwickeln, dass er den steigenden Anforderungen an Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz gerecht wird“, sagt der Promovend und Schwei?fachingenieur.

Warum Aluminium?

W?hrend Aluminium in der Stahlproduktion üblicherweise nur zur Sauerstoffbindung (Desoxidation) verwendet wird, untersucht die Promotion den Einsatz als dauerhaften Legierungsbestandteil. Erste Ergebnisse zeigen: Durch den Zusatz von fünf Prozent Aluminium wird der Stahl nicht nur leichter und fester, sondern auch korrosionsbest?ndiger, hat au?erdem eine gute Schwei?barkeit sowie verbesserte Verschlei?eigenschaften. Zudem erh?ht sich die Schrottvertr?glichkeit – darunter versteht man, bei der Stahlherstellung einen h?heren Anteil an recyceltem Material einzusetzen, ohne dass die Qualit?t leidet. Das ist ein entscheidender Faktor für nachhaltige Recyclingprozesse. 

Herausforderungen bei der Herstellung

?Obwohl diese positiven Eigenschaften schon bekannt sind, ist der Einsatz von Aluminium in diesen Mengen bislang kaum erprobt“, so Scherbring. ?Der Grund: Aluminium reagiert bei Kontakt mit Sauerstoff sehr schnell – ein Risiko, das in der industriellen Stahlproduktion bisher als zu hoch eingesch?tzt wurde.“ Daher wird derzeit in verschiedenen Anwendungsprojekten gemeinsam mit Praxispartnern die Verarbeitung getestet. Dazu z?hlen Produkte, die bei hohen Temperaturen einem starken Abrieb ausgesetzt sind – etwa in Müllverbrennungsanlagen oder bei der Wasserstoffproduktion.

Hintergrund

Das Promotionsvorhaben ist Teil einer engen Zusammenarbeit zwischen der 凤凰体育 Osnabrück, der Universit?t Kassel und der TU Bergakademie Freiberg. Es wird von Prof. Dr. Thomas Niendorf sowie hochschulseitig von Prof. Dr. Javad Mola betreut. 

Weitere Informationen 

Steffen Scherbring,
凤凰体育 Osnabrück
Telefon: +49(0)541 969-2142
E-Mail: steffen.scherbring@hs-osnabrueck.de

Daher forscht die 凤凰体育 Osnabrück aktuell gemeinsam mit MANN+HUMMEL Water & Fluid Solutions GmbH an Membranmodulen, die in sogenannten Membranbelebungsreaktoren eingesetzt werden. ?Dieser Prozess bietet viele Vorteile. Neben einer sehr hohen Ablaufqualit?t des gekl?rten Wassers und einem geringeren Fl?chenbedarf in den Kl?ranlagen werden zuverl?ssig Bakterien, Viren, Mikroplastik und teilweise Medikamentenrückst?nde zurückgehalten“, sagt Prof. Dr. Sandra Rosenberger, Professorin für Nachhaltige Energietechnik und Leiterin des Projektes seitens der 凤凰体育. 

Abwasserreinigung: Mehrstufiger Prozess für sauberes Wasser

Die Abwasserreinigung erfolgt in mehreren Stufen. Zun?chst werden grobe Feststoffe entfernt. Danach folgt die Reinigung in Belebungsbecken, in denen Mikroorganismen die im Abwasser enthaltenen organischen Stoffe abbauen. Anschlie?end müssen diese Mikroorganismen wieder vom gereinigten Wasser getrennt werden. Hierzu arbeitet man in konventionellen Kl?ranlagen mit Sedimentation: Man wartet, bis die Mikroorganismen sich durch die Schwerkraft am Boden der Nachkl?rbecken absetzen, und scheidet das gekl?rte Wasser darüber ab.

Anstelle der Nachkl?rbecken k?nnen aber auch Membranmodule eingesetzt werden. Hier übernehmen por?se Membranen die Aufgabe, Mikroorganismen und kleinste Partikel wie beispielsweise Bakterien oder Mikroplastik zurückzuhalten und von dem gereinigten Abwasser zu trennen. 

Kosten senken und technische Probleme l?sen 

?Obwohl Membranbelebungsreaktoren bereits seit den 1990er-Jahren diskutiert werden, kommen sie bisher nur dort zum Einsatz, wo extrem hohe Anforderungen an die Wasserqualit?t gestellt werden oder der Platz für gro?e Nachkl?rbecken oder Anlagenerweiterungen nicht vorhanden ist. Grund dafür sind die vergleichsweise hohen Kosten“, so Rosenberger. ?Neben den Kosten gibt es aber auch technische Herausforderungen: Die feinen Membranen setzen sich leicht mit Schlammpartikeln zu und müssen daher regelm??ig mechanisch und chemisch gereinigt werden.“

Um das Verfahren wirtschaftlicher und energieeffizienter zu machen, arbeitet die 凤凰体育 mit dem Membranhersteller MANN+HUMMEL Water & Fluid Solutions GmbH zusammen. Eine zentrale Fragestellung ist die Vermeidung von Ablagerungen auf den Membranen und die Reduktion des Energieverbrauchs durch die dafür erforderliche Belüftung. In aktuellen Untersuchungen werden Zirkulationsstr?mungen durch Luftblasen genutzt, um Ablagerungen zu reduzieren. Das Projektteam forscht an der Optimierung der Str?mungsführung und Belüftung, um diese Verfahren effizienter zu gestalten. Für die dafür n?tigen Versuche steht ein neun Kubikmeter Wasser fassendes Glasbecken zur Verfügung, in das die Membranmodule eingesetzt werden.

Kooperation Wirtschaft und 凤凰体育: Forschung beschleunigen 

?Die Expertise und technische Ausrüstung an der 凤凰体育 Osnabrück erm?glicht uns eine detaillierte Untersuchung unterschiedlicher Modulkonfigurationen und Belüftungssysteme. Weiterhin erlaubt das Glasbecken die Str?mungen und Luftblasen innerhalb des Reaktors zu visualisieren. Dies ist im realen Betrieb auf der Kl?ranlage nicht m?glich, für die Forschung jedoch ein erheblicher Mehrwert“, sagt Andreas Fischer von MANN+HUMMEL Water & Fluid Solutions GmbH. 

Weitere Informationen 

Prof. Dr. Sandra Rosenberger
凤凰体育 Osnabrück
Telefon: +49(0)541 969-2957
E-Mail: s.rosenberger@hs-osnabrueck.de