Über das Netzwerk
Historie
Ausgehend von den Entwicklungen zur Radiowellen-Technologie im Bereich der Bodensanierung und Abluftreinigung am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ entstand vor einigen Jahren die Idee, diese innovative Methode auch im Bereich des Bauwesens für unterschiedliche Anwendungen einzusetzen. In enger Zusammenarbeit mit der Hochschule für Wirtschaft, Technik und Kultur (HTWK) Leipzig und mit Unterstützung des BMBF im Rahmen der Forschungsinitiative „Validierung des Innovationspotenzial wissenschaftlicher Forschung“ (VIP) durch die Förderung des Projektes RWBau wurden seit 2011 die Anwendungsmöglichkeiten für die Trocknung und Dekontamination von Mauerwerk, den chemikalienfreien Holzschutz und die Konditionierung von Frischbeton erforscht und entwickelt.
Durch das große Interesse von zahlreichen Partnern aus der Praxis besonders in den Bereichen des Bauwesens und der Energieforschung entstand der Gedanke, eine Netzwerkstruktur als Plattform für die weitere Forschung und Technologieentwicklung zu etablieren. Mit weiteren Partnern aus den Bereichen Hochfrequenztechnik, Mess- und Sensortechnik und mit Unterstützung des BMWi im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) entstand ein tragfähiger Forschungsverbund, der sich zu Beginn des Jahres 2014 als Netzwerk bildete.
Auch nach Auslaufen der Förderung bestand ein nachhaltiges Interesse der Partner an der Weiterführung des Netzwerkes, was nicht zuletzt auf zahlreiche erfolgreiche Kooperationsprojekte und neue, bisher noch nicht realisierte Forschungsansätze zurückzuführen ist. Ein thematischer Schwerpunkt mit hoher gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Relevanz ist dabei das Bauwesen. Tendenziell wird sich das Netzwerk noch stärker am Transfer der Forschungsergebnisse in die Praxis mit der notwendigen anwendungsorientierten Forschung ausrichten. Vor diesem Hintergrund haben UFZ und HTWK einvernehmlich entschieden, das Netzwerkmanagement ab 2018 am Forschungs- und Transferzentrum Leipzig e.V. (FTZ) anzusiedeln.
Ziele
Das Netzwerk dient dem Ziel, mit der Radiowellen-Technologie eine Basisinnovation zu nutzen, um wissenschaftliche Erkenntnisse in die Praxis zu überführen, darauf basierend neue Verfahren und Produkte zu entwickeln und damit für die beteiligten Unternehmen in einen nachhaltigen kommerziellen Erfolg umzuwandeln.
Die umfangreichen Synergien und die interdisziplinäre Zusammenarbeit im Netzwerk sollen zum Aufbau eines Kompetenzzentrums für die Entwicklung und Nutzung der Radiowellen-Technologie genutzt werden. Für die beteiligten Forschungseinrichtungen liefert das Netzwerk wesentliche Impulse sowohl in der gemeinsamen Forschung als auch in der Orientierung auf praktisch umsetzbare Ergebnisse.
Das Netzwerk unterstützt die Ausbildung und Qualifizierung von Studierenden, liefert Beiträge für die Lehre und qualifiziert Unternehmensmitarbeiterinnen und -mitarbeiter auf dem innovativen Themenfeld der Radiowellen-Technologie für die jeweils spezifischen Anforderungen.
Obwohl die beteiligten Partner die Alleinstellungsmerkmale der Technologie explizit nutzen und durch Schutzrechte sichern, leistet das Netzwerk auch einen Beitrag zur Verbreitung von wissenschaftlichen und technischen Entwicklungen der Radiowellen-Technologie in die Gesellschaft. Durch gemeinsame Forschungsprojekte und die Nutzung von Fördermöglichkeiten sollen die Risiken für die beteiligten Unternehmen und Forschungseinrichtungen begrenzt werden.
Ziel des Netzwerkes ist die dauerhafte Etablierung und Verstetigung von Forschungs- und Verwertungsstrukturen einschließlich der dafür notwendigen personellen und infrastrukturellen Basis.
Aktivitäten
Die Aktivitäten des Netzwerkes sind durch einen intensiven fachlichen Austausch und die Realisierung gemeinsamer Forschungs- und Entwicklungsvorhaben geprägt. Netzwerk-Kolloquien und Vorträge sowie die Nutzung von Veranstaltungen der einzelnen Einrichtungen tragen dazu bei, die Kenntnisse zur Radiowellen-Technologie und zu den Anwendungskontexten zu erweitern, die Verbindung von Lehre und Forschung konkret mit Leben zu erfüllen und das Personal der Partner zu qualifizieren.
Aussichtsreiche Ideen können durch Machbarkeitstests geprüft und in der Folge zu gemeinsamen Forschungsprojekten weiterentwickelt werden. Auf Basis der erzielten Forschungs- und Entwicklungsergebnisse werden Schutzrechts- und Verwertungsstrategien entwickelt, zu denen die Netzwerkpartner ihre spezifischen Kompetenzen einbringen. Eine gemeinsame infrastrukturelle Basis als „Innovationswerkstatt“ wird derzeit entwickelt und wird diese Prozesse in Zukunft unterstützen. Hierbei ist eine enge Zusammenarbeit mit dem Zentrum für elektromagnetische Verträglichkeit (EMV-Zentrum) geplant.
Themenschwerpunkte
Das Netzwerk ist Ausdruck des Potenzials, das sich durch die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der Radiowellen-Technologie ergibt. Die Innovationskraft des Netzwerkes nutzt auch die interdisziplinären Kompetenzen in den Bereichen der Umwelttechnologie, der Energietechnik, der Analytik, der Sensorik und der Automatisierungstechnik, die deutlich über den Kernbereich der Hochfrequenztechnik hinausgehen. So bringt das UFZ langjährige Erfahrungen zur Behandlung von kontaminierten Medien, Kenntnisse in den Feldern Adsorption, heterogene Katalyse und chemische Analytik sowie Modellierungs- und Visualisierungskompetenzen in das Netzwerk ein, während die HTWK Leipzig durch die breiten Kompetenzen in den angewandten Wissenschaften vor allem in den Bereichen des Bauwesens, der Energie- und Umwelttechnik, der Automatisierungstechnik, der Materialforschung sowie der Sensorik zum Erfolg des Netzwerkes beiträgt.
Die inhaltlichen Cluster sind derzeit:
Aufbauend auf den Forschungsergebnissen, die gemeinsam vom UFZ und der HTWK im Validierungsprojekt RWBau (BMBF-Förderungprogramm VIP) gewonnen wurden, werden im Netzwerk die vielversprechenden Ansätze für die Bauwerkstrocknung, die Dekontamination von Mauerwerk, den chemikalienfreien Holzschutz sowie die Konditionierung von Frischbeton weiter verfolgt, um zu praxisfähigen Lösungen zu kommen.
Die Aufbereitung von Biogas und aus Windkraft- oder Photovoltaikstrom erzeugtem Wasserstoff besitzt große Bedeutung für die Integration dieser speicherbaren Energieträger in das Energiesystem. Im Netzwerk werden insbesondere Trocknungsprozesse entwickelt, die auf einer adsorptiven Entfernung des Wassers aus dem Gasstrom und einer mit Radiowellen realisierten thermischen Regenerierung des Trocknungsmittels beruhen. Die Flexibilität der Radiowellen-Erwärmung erlaubt eine gezielte Nutzung von Überschussstrom. Auch die Entfernung von Restsauerstoff und anderen unerwünschten Begleitgasen wird im Rahmen des Netzwerkes erforscht.
Durch eine kontrollierte Erwärmung ist es möglich, den Anteil von Recyclingmaterial z.B. bei der Asphaltherstellung zu erhöhen und gleichzeitig die für die Gebrauchseigenschaften maßgebende Bitumenphase zu schonen. Die entsprechenden Forschungsarbeiten werden durch verschiedene Partner im Netzwerk vorangetrieben.
Eine kontrollierte Erwärmung mittels Radiowellen wird auch als vielversprechend für das Recycling von Kunststoff angesehen.
Für die Trennung und Sortierung von Kunststoffen werden Ansätze verfolgt, die auf einer impedanzspektroskopischen Charakterisierung der Materialien beruhen.
Mit Hilfe der Radiowellen-Technologie kann die zur Erwärmung notwendige Energie sowohl in Adsorbermaterialien als auch in Katalysatoren gezielt selektiv eingebracht werden. Dadurch lassen sich nicht nur der Energieaufwand eliminieren sondern auch gezielte und schnelle Temperaturprogramme realisieren, mit denen z.B. die Adsorptionskapazität maximiert oder eine schnelle Katalysatoraktivierung erreicht wird.
Die Dynamik des Netzwerkes beruht auch auf der Erschließung neuer Forschungsthemen und der Entwicklung neuer Anwendungsperspektiven. Die häufig komplexen Randbedingungen in der Praxis erfordern meist eine interdisziplinäre Herangehensweise an die Problemlösung, wobei Forschungsaktivitäten über die Radiowellen-Technologie hinaus notwendig sind und auch konventionelle Lösungsoptionen nach dem Stand der Technik in die Betrachtungen einbezogen werden müssen.
Derzeit wird beispielsweise die Dekontamination von Kunstgütern intensiv untersucht, wobei neben thermischen Verfahren auch neue katalytische und plasmagestützte Methoden erforscht und entwickelt werden. Als Schadstoffe sind vor allem chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Lindan oder DDT relevant, die in Holzschutzmitteln eingesetzt wurden. Diese Schadstoffklassen haben große Bedeutung in vielen Bereichen der Umwelttechnik sowohl im industriellen Kontext als auch im Wohn- und Büroumfeld. Aus diesem Grund besitzen die neuen Lösungsoptionen eine große Bedeutung nicht nur für die Arbeit mit Kunstobjekten, sondern für die Umwelttechnik überhaupt.
Neue sensorische Ansätze für unterschiedliche Anwendungen werden ebenfalls im Netzwerk entwickelt. Einerseits betrifft dies die Gasanalytik und andererseits die Charakterisierung von Materialien zur Feststellung eines Befalls mit Schädlingen oder den Nachweis von Schadstoffen in unterschiedlichen Medien.
Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten ist die Entwicklung von Mess- und Automatisierungstechnik zum verbesserten Betrieb der Anlagen. Durch die sich verändernden Rahmenbedingungen durch die Energiewende wird einer verstärkten Flexibilisierung im Hinblick auf die Nutzung von Überschussstrom eine große Bedeutung beigemessen.
Qualifizierungsarbeiten
Die Partner des Netzwerkes messen der Qualifizierung und Ausbildung eine große Bedeutung bei. Aus diesem Grund bieten vor allem die Forschungseinrichtungen kontinuierlich die Möglichkeit zur Anfertigung von Bachelor- und Masterarbeiten sowie Promotionen. Auch Praktika zu den interessanten Forschungsthemen des Netzwerkes können durchgeführt werden. Viele der Arbeiten werden in enger Kooperation zwischen dem UFZ und der HTWK in einer gemeinsamen Arbeitsgruppe durchgeführt, oft sind auch Industriepartner beteiligt. Die Ausgestaltung der Arbeiten kann mit den Interessenten im Rahmen des Forschungsprogramms der Einrichtungen abgesprochen werden. Bei Interesse wenden Sie sich bitte initiativ an das Management oder die fachliche Leitung des Netzwerkes bzw. direkt an die beteiligten Partner. Wir unterstützen Sie gern, wenn Sie sich auf diesem interssanten interdisziplinären Forschungsfeld qualifizieren möchten.