Energie, Versorgung & Rohstoffe

Profilbild Bojdys
CC BY 4.0
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Chemie

Funktionale Nanomaterialien

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Expertise

Professor Bojdys Forschung konzentriert sich auf das Design kovalenter organischer Polymere mit Nutzung als organische Transistorbauelemente und Anwendung auf lichtreaktive Polymere (z.B. Nat. Commun. 2019. DOI: 10.1038/s41467-019-11264-z). Darüber hinaus kooperieren sein Team und er mit verschiedenen etablierten Batterie- und Beschichtungsunternehmen und mit einem Berliner KMU.

Vor kurzem wurde das Patent der Forschungsgruppe für hochkapazitive Anoden (WO2020DE100294, DE102019110450), die aus ihren Materialien aufgebaut sind, erfolgreich lizenziert. Zudem ist die Gruppe gewillt diese Technologie mit ihren Industriepartnern im Rahmen des neu gegründeten European Innovation Council (EIC) weiter zu entwickeln.

Professor Bojdys ist seit 2018 Mitglied der "Young Scientists" des Weltwirtschaftsforum (WEF) und seit 2019 im Beirat tätig.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Gassorptionsanalyse: Quantachrome Instruments Autosorb 1C (Prüfgase: N2, Ar)
  • Robotergestützte Synthese & Formulierung: ChemSpeed ASW 2000
  • Röntgendiffraktometer (Cu und Mo Strahlung, Transmissions, Bragg-Brentano und Reflektonomie Konfiguration)
Patente
  1. WO/2020/216408 - RECHARGEABLE LITHIUM-ION BATTERY ANODE, AND METHOD FOR PRODUCING A RECHARGEABLE LITHIUM-ION BATTERY ANODE
  2. WO/2016/027042 - TWO-DIMENSIONAL CARBON NITRIDE MATERIAL AND METHOD OF PREPARATION
Förderung (transferrelevant)
  • ERC Proof of Concept Grant (Ultra-high energy storage Li-anode materials - LiAnMAT)
  • ERC Starting Grant (Beyond Graphene Materials - BEGMAT)
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Profilbild Philipp Adelhelm
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Chemie

Physikalische Chemie der Materialien / Elektrochemie

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Expertise

Die Arbeitsgemeinschaft rund um Professor Adelhelm beschäftigt sich mit angewandter Materialforschung. Das zentrale Forschungsthema sind derzeit Materialien, welche für die Energiespeicherung in Batterien geeignet sind. Hier werden insbesondere Lithiumionen- bzw. Natriumionenbatterien, sowie alternative Zellkonzepte (Metall/Schwefel und Feststoffbatterien) untersucht. Ziel ist dabei immer eine explorative Forschung und die Aufklärung physikalisch-chemischer Zusammenhänge.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Materialsynthese: Kugelmühlen, Nasschemisches Labor, Öfen, Kalzinierung (Gramm-Skala)
  • Charakterisierungsmethoden: Pulverröntgendiffraktometer (P-XRD), Elektronenmikroskop mit Elementverteilung (SEM/EDS), Raman-Spektrometer, Infrarot-Spektrometer
  • Elektrochemie: mehrere Gloveboxen (Ar, N2), Präparation von Batteriezellen, Batterieteststände (Zyklisierer), Potentiostaen/Galvanostaten mit 2 und 3-Elektrodenanordnung, Impedanzspektroskopie, (in situ / operando) Spezialanalytik wie Dilatometrie oder Massenspektrometrie während des Zellbetriebs
Referenzen
  • Verschiedene BMBF-Verbundprojekte
  • direkte Kooperation mit Firmen (Messaufträge)

 

 

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Profilbild Weidlich
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Process-Driven Architectures

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Expertise

Prof. Weidlich leitet die Gruppe Process-Driven Architectures. Ziel seines Teams ist es, das Design und die Analyse von prozessorientierten Informationssystemen (POIS) und ereignisgetriebenen Systemen (ES) zu unterstützen und zu verbessern. POIS sind Softwaresysteme, die eine Automation, Steuerung sowie Kontrolle von Abläufen ermöglichen. Damit finden solche Systeme Anwendung in einer Vielzahl von Bereichen; von der Logistik über das Gesundheitswesen bis hin zum Monitoring von Infrastrukturen. Zu den Arbeits- und Forschungsschwerpunkten des Teams gehören formale Methoden der Verhaltensmodellierung und -verifizierung, ereignisorientierte Ansätze zur Überwachung und Kontrolle von Prozessen, als auch Fragen hinsichtlich der Integration prozessorientierter Daten zur Vorhersage von Verhaltensabläufen. Im Bereich der ES widmet sich die Gruppe hauptsächliche Techniken, welche das Laufzeit-Verhalten dieser Systeme optimieren. So kann beispielweise die Auswertung von Anfragen über Ereignisströmen durch die Erkennung von Regelmäßigkeiten in den Ereignisströmen effizienter gestaltet werden. 2016 wurde Prof. Weidlich zu einem „Junior Fellow“ der Gesellschaft für Informatik (GI) ernannt und mit dem Berliner Nachwuchs-Wissenschaftspreis des regierenden Bürgermeisters ausgezeichnet.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Umfangreiche Erfahrung und Expertise in der Dokumentation von Geschäftsprozessen, sowie im Bereich der Schulung in Techniken des Prozessmanagements
  • Expertise im Bereich des Prozess Mining, der datengetriebenen Analyse von Prozessen, sowohl in qualitativer (Compliance Anforderungen) als auch quantitativer Hinsicht (Bottleneck-Analyse, Planung von Resourceneinsatz)
  • Know-how hinsichtlich der Skalierung von Ereignisstromverarbeitung auf großen Datenmengen
Referenzen
  • Führende Krebsklinik in den USA: Analyse und Verbesserung der klinischen Abläufe auf Basis von Daten eines Real-Time-Locating-Systems
  • Internationaler Öl- und Gaskonzern: Entwicklung von Techniken um Unregelmäßigkeiten in Strömen von Sensordaten aufzuspüren
  • Namhafter deutscher Unternehmenssoftware-Hersteller: Entwurf und Entwicklung von Erweiterungen für eine Plattform für die Geschäftsprozessmodellierung
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Profilbild Ulrichs
Lebenswissenschaftliche Fakultät
Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften

Urbane Ökophysiologie

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Expertise

Prof. Ulrichs ist Experte für pflanzliche Ökophysiologie mit dem Fokus auf Pflanzen im urbanen Raum. Untersucht werden Prozesse, die das pflanzliche Wachstum bestimmen, wie beispielsweise Stressbelastungen im urbanen Umfeld. Die Schwerpunkte seiner Forschung liegen in der Analyse des Sekundärmetabolit-Haushaltes (einschl. dessen ernährungsphysiologischer Funktion), der Stoffallokation, den Konkurrenzmechanismen und der Insekt-Pflanze-Interaktionen. Prof. Ulrichs befasst sich ebenfalls mit der Qualitätssicherung in der Nahrungsmittelversorgungskette von gartenbaulichen Produkten, unter besonderer Berücksichtigung leicht verderblicher Obst- und Gemüseerzeugnisse der gemäßigten Breiten sowie tropisch/subtropischer Herkunft. Auch forscht Prof. Ulrichs im Bereich der Vermehrungstechnologie für Baumschulen. Die Erarbeitung pharmazeutischer und ernährungsspezifischer Nutzungsmöglichkeiten heimischer Gehölzarten gehört ebenfalls zu Prof. Ulrichs Expertise.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • molekulare Methoden: Verschiedene, stressphysiologische Untersuchungen an Gehölzen im urbanen Bereich, selektive Merkmalsprüfungen, In-vitro-Vermehrungsverfahren, Herstellung von künstlichem Saat-/Pflanzengut
  • analytische Messmethoden: HPLC, GC/MS und PAS
  • Spurengasanalytik
Referenzen
  • Deutscher Spezialchemie-Konzern: Entwicklung nanostrukturierter Pflanzenschutzmittel
  • H. Lorberg Baumschulerzeugnisse GmbH & Co. KG: Selektion klimatoleranter Alleebäume
  • Bein GmbH: Entwicklung von elektrostatischen Applikationsverfahren für nano-strukturierte Elemente
  • Bayer Crop Science: Biosensoren für den Nachweis von Pflanzenviren
  • XEROFLOR: Entwicklung von Vegetationsträgern gegen Bodenerosion in den Alpen
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Profilbild Schröder
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Geographisches Institut

Geomorphologie / Bodengeographie / Quartärforschung

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Expertise

Prof. Schröder und sein Team beschäftigen sich u.a. mit der zerstörungsfreien Methode der Röntgenpulverdiffraktometrie zur Identifikation von Mineralien. Die Pulverproben können anschließend mit anderen Methoden untersucht werden. Die Methode ist inhaltlich eng mit der Mineralogie und Kristallographie verknüpft. Sie kommt insbesondere in der Materialforschung und im Feld der Baustoffkunde zum Einsatz. Das Team ist bestrebt, die Röntgenpulverdiffraktometrie auch in Weiter-, Erwachsenenbildung, Lehr- und Lernansätzen zu integrieren. Folgende Stoffe eignen sich für die Röntgenpulverdiffraktometrie: Baustoffe, Beton, Mörtel, Zement, Grob- und Feinkeramik, Gesteine, Erze, Sedimente, Aschen, Staub, Filter- und Verbrennungsrückstände. Mögliche Anwendungsfelder der Methode sind: tonmineralogische Untersuchungen (Bodenkunde – Landwirtschaft), archäometrische Untersuchungen (historische Farben, Bronze-Patina und archäologische Keramik), Identifikation von unbekannten kristallinen Substanzen (Fingerprinting), Identifikation kristalliner Phasen, qualitative und halbquantitative Analyse von Mixturen, Isomorphismen, Polymorphismen, Unterscheidung zwischen amorphen und kristallinen Zuständen, Aussagen über Kristallisationszustand und Korngrößen. Die Analyse wird an Pulver an der Matrix < 32 µm und an Texturpräparaten an der Matrix < 2 µm durchgeführt.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Diffraktometer „XRD 3003 Theta/Theta“ der Firma Seifert mit der Kupferanode
  • Qualitative Gesamtmineralanalyse und halbquantitative Phasenanalyse mittels Rietveld-Methode
  • Spektrometer „iCAP 6000“ der Firma Thermo Scientific
  • Multielement-Analyse
  • Elementbestimmung durch ICP-OES nach DIN 38406-22
  • Bestimmung des Glühverlustes nach Schlichting
  • Bestimmung des pH-Wertes, des Carbonatgehaltes, des Gehaltes an oxalatlöslichem Eisen und des Wassergehaltes nach DIN 19683-4 im Boden
  • Bestimmung der Austauschkapazität des Bodens und austauschbaren Kationen nach DIN 19684-8
  • Bestimmung der Korngrößenzusammensetzung durch Siebung nach DIN 19683-1, nach Vorbehandlung mit Natriumpyrophosphat nach DIN 19683-1 und mittels Laserbeugung
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Profilbild Scheuermann
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Technische Informatik

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Expertise

Mit seinem Team am Lehrstuhl für Technische Informatik erforscht Prof. Scheuermann Technologien für anwendungsspezifische Kommunikations- und Computersysteme, die effizient, sicher und zuverlässig arbeiten. Das reicht vom Entwurf spezialisierter Kommunikationsprotokolle und Digitalschaltkreise bis hin zu Fragen von Online-Anonymität und technischem Datenschutz. Prof. Scheuermann entwickelt beispielsweise maßgeschneiderte Spezialschaltkreise für Firewalls, damit diese innerhalb von Nanosekunden darüber entscheiden können, welche Kommunikation gefährlich erscheint und welche zugelassen werden soll. Ebenfalls werden am Lehrstuhl Laststeuerungsmechanismen für Internet-Anonymitätssysteme entwickelt, die z.B. politischen Aktivisten in totalitären Regimen das Umgehen von Internetzensurmaßnahmen ermöglichen. Prof. Scheuermann entwirft auch datenschutzkonforme Algorithmen zur Datenerfassung, die detaillierte Statistiken über Zugriffe auf einen Internetdienst zusammentragen, aber gleichzeitig keine Rückschlüsse auf einzelne Nutzer zulassen.
Darüber hinaus vernetzt er Werkzeugmaschinen in Fabriken drahtlos, um Fertigungsprozesse zu optimieren. Für Verbesserungen in der Lagerlogistik werden Werte unterschiedlicher Sensoren verarbeitet und zusammengeführt. Auch die Vernetzung zwischen Autos ist Teil seines Forschungsbereichs. Prof. Scheuermann möchte Autos so miteinander kommunizieren lassen, dass sie sich über die bestmögliche Nutzung des Straßennetzes abstimmen. Für diese Anwendungsbereiche sind maßgeschneiderte Lösungen für Kommunikationsprotokolle oder Schaltkreise notwendig. Die Herausforderungen liegen dabei immer in den Besonderheiten des jeweiligen Anwendungsfeldes: In einigen Fällen muss die Kommunikation besonders schnell und zuverlässig erfolgen, an anderer Stelle ist ein Datenaustausch aufgrund technischer Grenzen nur eingeschränkt möglich und muss in der Anwendung dennoch gut funktionieren. Ferner ist es möglich, dass IT-Sicherheitsanforderungen auch in neuartigen Anwendungsgebieten berücksichtigt werden, in denen bisherige Standardansätze versagen und Innovation gefragt ist. Die Übermittlung von Daten kann eine Herausforderung sein, wenn diese aufgrund von Datenschutzbeschränkungen oder dem Wunsch nach Nutzeranonymität nicht uneingeschränkt möglich ist, während zugleich Kommunikationsanforderungen erfüllt werden müssen. In all diesen Fällen ist es wichtig, über die üblichen Lösungsansätze hinaus das Gesamtsystem in den Blick zu nehmen, statt nur einzelner Komponenten. Diese Systemperspektive zeichnet den Lehrstuhl für Technische Informatik und seine Projekte aus.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Umfangreiche Erfahrung in der analytischen, simulativen und experimentellen Untersuchung von Netzwerkprotokollen und von digitalen Schaltkreisen
  • Umfangreich ausgestattetes Netzwerklabor, um verschiedenste Szenarien und Netzwerktopologien realitätsnah nachzubilden (dort können drahtgebundene und drahtlose Kommunikationsprotokolle in unterschiedlichsten Szenarien experimentell erprobt werden)
  • Werkstätten und Labors für den Entwurf und die Erprobung von anwendungsspezifischen Digitalschaltkreisen, insbesondere auf FPGA-Basis
Referenzen
  • Für einen großen deutschen Automobilhersteller wurden anwendungsspezifische Kommunikationsprotokolle für den Datenaustausch zwischen Automobilen entwickelt und analytisch und simulativ untersucht
  • Für einen Finanzdienstleister wurde die Sicherheit seiner IT- und Kommunikationsinfrastruktur evaluiert
  • Gemeinsam mit einem Anbieter für IT-Sicherheits-Lösungen werden spezialisierte Prozessoren für hardwareunterstützte Firewalls entwickelt
  • Mit einem jungen Startup wurde eine sichere System- und Kommunikationsarchitektur für hochgradig verteilte Smart-City-Anwendungen entwickelt
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Profilbild Pinna
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Chemie

Allgemeine und Anorganische Chemie

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Expertise

Prof. Pinna und seine Arbeitsgruppe entwickeln neuartige nanostrukturierte Materialien. In ihrer Forschung arbeiten sie sowohl an der Synthese neuer multifunktionaler Materialien, als auch an ihrer Charakterisierung und Studie ihrer physikalischen Eigenschaften. Dabei stehen mehrere Ziele im Vordergrund: Zum einen die Synthese kristalliner Metalloxid Nanopartikel, Hetereostrukturen, Hybridmaterialien und Dünnschichten durch neue nichtwässrige Sol-Gel Verfahren. Im Weiteren versammeln sie die erlangten Materialien. Darüber hinaus führt das Team eine chemische und strukturelle Charakterisierung durch. Dies beinhaltet auch die Untersuchung ihrer physikalischen Eigenschaften, die unter anderem von optischer, elektrischer, elektrochemischer, magnetischer, katalytischer oder gassensorischer Art sein können.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Transmissionselektronenmikroskop: Modell CM200LaB6 (hell/dunkel Feld, Elektronendiffraktion, EDX)
  • Röntgendiffraktometer (Cu und Mo Strahlung, Transmissions, Bragg-Brentano und Reflektonomie Konfiguration)
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Profilbild List-Kratochvil
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Physik

Experimentelle Physik (Hybride Bauelemente)

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Referenzunternehmen

Infineon Technologies Austria AG, Durst Phototechnik Digital Technology GmbH, Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft, ISOVOLTAIC AG, Sappi Europe

Expertise

Prof. List-Kratochvil und seine Arbeitsgruppe arbeiten an elektronischen und optoelektronischen hybriden Bauelementen (basierend auf hybriden Materialsystemen und organischen bzw. hybriden Halbleitern), additiven Ressourcen schonenden Abscheideverfahren (Tintenstrahldruck) und in-situ Nanostrukturierungs- und Synthesemethoden. Durch die Entwicklung und die Kombination von neuartigen elektroaktiven Materialien mit geeigneten Strukturierungs- und Prozessierungsmethoden werden Anwendungen im Bereich der Sensorik, Photovoltaik und Optoelektronik wissenschaftlich, technologisch und wirtschaftlich erschlossen. Basierend auf einem breiten Erfahrungsschatz, kann die AG Hybride Bauelemente, im Spannungsbogen von der Grundlagenforschung bis hin zur Produktentwicklung auf industrieller Ebene an nationalen Forschungsprojekten, im Rahmen von europäischen Förderprojekten und Programmen oder in der direkten Auftragsforschung mitwirken bzw. unterstützen.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Infrastruktur zur Herstellung und Charakterisierung von Dünnschichthalbleiterbauelementen (LEDs, Hybrid PV, Hybrid Transistoren, Sensoren)
  • Tintenstrahldruckverfahren zur strukturierten additiven Abscheidung von elektronischen und photonischen Funktionsmaterialien
  • Elektrische, optische und spektroskopische Verfahren zur elektronischen und photonischen Funktionsmaterialien
Referenzen
  • Infineon Technologies Austria AG - Villach, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich der Halbleiterfertigung und RFID-Antennentechnologie
  • Durst Phototechnik Digital Technology GmbH - Lienz, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich des Glasdrucks, Beratung beim Aufbau eines Forschungszentrums, Ausbildung von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern
  • Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft – Leoben, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich der Leiterplattenfertigung
  • ISOVOLTAIC AG – Lebring, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Hybriden Photovoltaik Technologien
  • Sappi Europe, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Beschichtungsverfahren und elektronischen Funktionalitäten in und auf Papier
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Profilbild Krutzik
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Physik

Experimentelle Physik / Optische Metrologie

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Expertise

Im Rahmen ihrer langjährigen wissenschaftlichen Tätigkeit haben sich Dr. Markus Krutzik und das Team von the.quantum.chapter in mehreren Forschungs- und Entwicklungsprojekten umfangreiche Kompetenzen in der Realisierung maßgeschneiderter Quantensensoren sowie entsprechender Subsysteme und Schlüsseltechnologien erarbeitet. Quantenoptische Sensoren inklusive optischer Uhren finden Anwendung in der hochgenauen inertialen Navigation, in der Gravi- und Gradiometrie oder für die präzise Synchronisation von Netzwerken. Sie sind daher zentral für die Navigation in einer Umgebung ohne Zugang zu GPS-Systemen, für die Geophysik, die Exploration von Bodenschätzen, die Überwachung des Klimawandels, sowie für Experimente zu fundamentalphysikalischen Fragestellungen. Im Fokus ihrer Arbeit stehen insbesondere kompakte Aufbauten für optische Spektroskopie, absolute Frequenzreferenzen, Untersuchungen ultra-kalter Atome und quantenbasierte Inertialsensoren. Hierfür wurden unter anderem Laser und optische Systeme zur Erzeugung und Manipulation von Licht sowie Software für Ansteuerung und Datenverwaltung realisiert. Die Apparaturen werden nicht nur im Labor eingesetzt, sondern anwendungsbezogen auch mobil im Feld und sogar im Weltraum; Teammitglieder haben bei den verschiedenen Einsatzszenarien mitgewirkt und den Betrieb langjährig betreut. Parallel zu Entwicklung und Betrieb von Quantensystemen aus Licht und Materie haben Dr. Krutzik und das Team in allen Phasen von Missions- und Systemdesign Expertise aufgebaut: von Missionsarchitektur und Anforderungsidentifikation über Integration und Qualifikation bis hin zu Ansteuerungskonzepten und Datenanalyse. Zusätzlich zur Humboldt-Universität zu Berlin ist Dr. Krutzik noch am Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik beschäftigt.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Methoden für Design, Entwicklung und Test von maßgeschneiderten Quantensensoren sowie entsprechender Subsysteme und Schlüsseltechnologien
  • Identifikation von kritischen Technologien und Aufbau von Prototypen
  • Workshops und Seminare
Auszeichnungen/Preise (transferrelvant)

Top 40 unter 40 des Wirtschaftsmagazin Capital

NASA Group Achievement Award

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Profilbild Kümmerle
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Geographisches Institut

Biogeographie

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Expertise

Prof. Kümmerles Arbeitsgruppe untersucht, wie sich Landnutzungsänderungen auf Umwelt und Gesellschaften auswirken, z.B. durch tropische Entwaldung, die Aufgabe von Agrarland oder durch die Intensivierung der Landwirtschaft. Dies beinhaltet die Erforschung der Raummuster und Triebkräfte von Änderungen in der Landnutzung sowie deren Konsequenzen auf Ökosystemleistungen (z.B. Kohlenstoffspeicherung oder Nahrungsproduktion) und auf die Artenvielfalt. Dabei stehen die Erforschung und die Lösung von Zielkonflikten zwischen Ressourcennutzung und Naturschutz im Mittelpunkt von Prof. Kümmerles Arbeit. Seine Forschung soll Wissen und Datensätze von hohem praktischem Wert für die Landschafts- und Naturschutzplanung generieren. Regionale Schwerpunkte der Arbeit von Prof. Kümmerle liegen in Europa, der ehemaligen Sowjetunion sowie in Lateinamerika.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Eingesetzt werden aktuelle Methoden zur Analyse und Modellierung von Umweltdaten: räumliche Ökologie, Geoinformationsverarbeitung, Umweltfernerkundung, Naturschutzplanung, Wildbiologie, Ökonometrie, Geostatistik
  • Ausstattung zur Erhebung von Primardaten für große Arbeitsgebiete
  • Server-und Dateninfrastruktur zur Durchführung von rechenaufwändigen Projekten mit sehr großen Datensätzen
Referenzen
  • Verschiedene Projekte mit Umweltschutzorganisationen
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Profilbild Kratsch
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Algorithm Engineering

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Expertise

Der Lehrstuhl Algorithm Engineering befasst sich mit der grundlegenden Erforschung algorithmischer Probleme. Ziel der Forschung sind Algorithmen, die Probleme beweisbar schnell lösen und die sich dabei Struktureigenschaften typischer Eigenschaften zu Nutze machen. Die dabei erzielten parametrischen Algorithmen können geeignet strukturierte Instanzen eigentlich schwerer Probleme in guter Zeit lösen, zum Beispiel Probleme aus der ganzzahligen Optimierung oder der Logistik. Allgemein erlaubt das Einbeziehen der Problemstruktur beweisbar schnellere Algorithmen zu erzielen. Ein weiteres Thema des Lehrstuhls sind verschiedene Arten effizienter Vorverarbeitung. Zum Beispiel gibt es schnelle Datenreduktion für schwere Probleme, um die Kosten für die eigentliche Berechnung zu reduzieren. Ebenso ist die Vorverarbeitung aber auch essentiell, um verschiedenste Anfragen auf Daten schnell beantworten zu können.

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Profilbild Schwalbe
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Chemie

Metallorganische Chemie und Photokatalyse

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Expertise

Dr. Schwalbe untersucht mit seiner Arbeitsgruppe die Aktivierung kleiner Moleküle an Metallkomplexen. Dabei stehen zum einen elektrokatalytische und zum anderen photokatalytische Untersuchungen im Vordergrund. Mit Hilfe erneuerbarer Energien, bevorzugt die direkte Nutzung von Sonnenlicht, sollen formal unreaktive Moleküle wie CO2, O2 oder H2O energieeffizient in Wertprodukte umgewandelt werden. Die Synthese der Metallkomplexe steht zwar im Vordergrund, aber nach der umfassenden chemischen, strukturellen und physikalischen Charakterisierung der Verbindungen werden insbesondere deren katalytische Eigenschaften untersucht. Ein Schwerpunkt seiner Arbeit liegt in der lichtgetriebenen Reduktion von CO2 zu CO oder HCO2H, wobei er den Einfluss verschiedener Parameter (wie z. B. den Wassergehalt des Lösungsmittels, der verwendete Photosensibilisator oder der Anregungswellenlänge) auf die Produktselektivität untersucht. Weiterhin wird die Entwicklung von Katalysatoren für die homogene sowie heterogene Wasseroxidation bzw. Sauerstoffreduktion verfolgt. Hierzu betrachtet Dr. Schwalbe einerseits die Fixierung von molekularen Systemen an Elektrodenoberflächen, andererseits die direkte Einbindung von monomeren Baueinheiten in polymere Netzwerke. Mit seiner Forschung trägt er zur Herstellung vielversprechender Katalysatorsysteme (und Farbstoffe) bei, welche dann z.B. in Brennstoffzellen oder Photoreaktoren eingesetzt werden können.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Geräte zur Charakterisierung von organischen und metallorganischen Verbindungen (u.a. NMR-Spektrometer, Maldi- und ESI-Massenspektrometer, UV/Vis- und Fluoreszenz-­Spektroskopie, Gaschromatographie und Röntgenkristallstrukturanalyse)
  • Techniken und Ausstattung für Arbeiten unter inerten Bedingungen (z.B. „Glovebox“-Technik)
  • Grundausstattung zur Bestimmung elektrochemischer Eigenschaften von molekularen Systemen
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Profilbild Schneider
© Falk Weiß
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Geographisches Institut

Klimageographie

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Expertise

Das Team von Christoph Schneider beschäftigt sich mit den Auswirkungen von Klima und Klimawandel im Bereich der Stadtklimatologie und im Bereich der Kryosphäre (alles was mit Schnee und Eis verbunden ist). Seine Expertise umfasst das Downscaling von meteorologischen bzw. klimatischen Daten für Anwendungen in hoher räumlicher Auflösung, z.B. in der Stadt- und Bauplanung, und auch für die Analyse potentieller Auswirkungen von Klimawandel auf der Ebene von Stadtteilen oder Städten. Ebenso finden solche numerischen und empirisch-statistischen Verfahren Anwendung in der Projektion zukünftiger Wasserressourcen in vergletscherten Wassereinzugsgebieten in Hochgebirgen weltweit. Daraus ergeben sich auch Anwendungen bezüglich der zukünftigen Ausprägung der Schneeverhältnisse in Gebirgen, was besonders für Fragestellungen zu den Aussichten für den Wintersporttourismus von Bedeutung ist. In beiden Arbeitsfeldern, der Stadtklimatologie und der Kryosphärenforschung, werden neben theoretischen Ansätzen der Modellierung und des Downscalings, so wie oben ausgeführt, auch Messverfahren und Datenerfassung für relevante atmosphärische Größen für die Erarbeitung von Expertisen durchgeführt.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Automatische Wetterstationen
  • Turbulenzmessstationen
  • Erfassung von Feinstaub und Ultrafeinstaub
  • mobile Sensortechnik für meteorologische Parameter
Referenzen
  • Potential- und Machbarkeitsstudie für großskalige Solarenergieerzeugung im Auftrag einer großen deutschen Solarfirma für die Iberische Halbinsel und Nordafrika
  • Studie zur Projektion der Auswirkungen des Klimawandels auf den Wintersport in deutschen Mittelgebirgen als Studie für den Deutschen Skiverband und als BMBF-Projekt
  • Stadtklimaanalysen für Bauvorhaben im Auftrag der Stadt Aachen
  • Klimawandelanpassungkonzepte für Städte in Nordrheinwestfalen
  • Kommunikationskonzept für das Umweltbundesamt (UBA) „Messung von Luftschadstoffen mit einfachen Sensoren: Bestimmung und Kommunikation von Möglichkeiten und Grenzen“
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Profilbild Schmidt
Lebenswissenschaftliche Fakultät
Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften

Biosystemtechnik

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Expertise

Die Biosystemtechnik arbeitet an der Schnittstelle zwischen Ingenieurwissenschaften und biologischen Produktionsprozessen. Prof. Schmidt und seine Arbeitsgruppe entwickeln ingenieurtechnische Lösungen für eine nachhaltige Produktion von pflanzlichen Agrarprodukten und Technologien für eine sichere und saubere Umwelt. Es entstehen Innovationen im Pflanzenbau in Gewächshäusern, Freiland und anderen intensiven Pflanzenproduktionssystemen. Im Fokus liegen alternative Energieversorgungskonzepte (Niedrigenergiegewächshäuser) und geschlossene Stoffkreisläufe für den intensiven Pflanzenbau (Wasserhygiene, Sensorik und Algorithmen für die vollautomatische Nährlösungsversorgung von Pflanzen in geschlossenen Kreisläufen). Zentrale Arbeitsschwerpunkte sind die Sensorentwicklung bei der Gasanalytik und Klimamesstechnik sowie die Entwicklung von Software für die Entscheidungsunterstützung in Automationssystemen. Es werden energetische Bewertungen von Produktionsanlagen oder Teilsystemen vorgenommen und Prozessanalysen erstellt.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Versuchsgewächshäuser mit Energie- und Stoffstromanalytik, CO2-Anreicherung, Kunstlicht und Fogsystemen
  • Pflanzenmonitore für die Dauermessung von Fotosynthese, Transpiration, Gewebetemperaturen, Stomataleitwerten, Klimamesstechnik, Gasanalytik (CO2, Ethylen), Bodenfeuchtesensoren
  • Frei programmierbares Automatisierungssystem für die Klima- und Prozesssteuerung in Gewächshäusern
Referenzen
  • G.F. Schreinzer Positronik, Steinbeis GmbH & Co. KG: Entwicklung eines Automatisierungssystems für Gewächshäuser auf der Basis von Messinformationen von Pflanzen (Phytocontrol)
  • Steinbeis GmbH & Co. KG: Nationales Verbundprojekt „Zukunftsinitiative Niederigenergiegewächshaus“ (ZINEG)
  • Pronova Analysentechnik GmbH & Co. KG: Entwicklung ionenselektiver Sensoren zur kontinuierlichen Erfassung von Ionenanteilen in zirkulierenden Nährlösungsversorgungssystemen; Entwicklung eines Messgerätes zur Analyse phytometrischer Reaktionen an Pflanzen
  • newtec Umwelt­technik GmbH: Entwicklung eines rezirkulierenden Bewässerungssystems mit vermindertem phytosanitärem Risiko in Gewächshäusern
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Profilbild Härdle
Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät

Ladislaus von Bortkiewicz Professor für Statistik

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Expertise

Prof. Härdles Forschungsfokus liegt auf quantitativer Finanzwissenschaft, insb. auf multivariaten Verfahren im Finanzwesen, sowie auf Verfahren zur Dimensionsreduzierung und computerbasierter Statistik. Prof. Härdle ist Mitgründer des Blockchain Research Center (BRC). Das BRC dient als Plattform für Akademiker und Industriepraktiker für wissenschaftliche Diskussionen und Kooperationen. Als Leiter des Sonderforschungsbereichs für Ökonomisches Risiko (SFB 649) und dem interdisziplinären Center for Applied Statistics and Economics (C.A.S.E.) beschäftigt er sich vor allem mit der Untersuchung von ebensolchen Risiken in einem globalen Kontext. Durch Prof. Härdles Forschung soll die Bewertung solcher Risiken erleichtert und Unsicherheiten bei Entscheidungsfindungen von volkswirtschaftlichen Akteuren vermindert werden. Er ist Gastprofessor am Wang Yanan Institute for Studies in Economics (WISE) der Xiamen Universität, China, und Leiter der International Research Training Group „High Dimensional Non Stationary Time Series“ (ITRG 1792). Ausgezeichnet wurde er u.a. 2012 mit dem „Multa Scripsit Award“ der Fachzeitschrift „Econometric Theory“.

Google Scholar

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Crypto Currency Valuation
  • Quantlets
  • Multivariate statistische Analyse (Faktoranalyse, Clusteranalyse etc.)
  • Portfolio Optimierung
  • Risikomanagement (Financial Risk Meter)
  • Hedgegeschäft
  • Preisfestsetzung von Derivaten
  • funktionelle Datenanalyse
  • nicht- und semiparametrische Verfahren
  • Informationsvisualisierung (VizTech)
Referenzen
  • Fortlaufende Kooperationen mit führenden, internationalen Finanzinstituten und Vortragstätigkeit für selbige
  • Liquiditätsvorhersagen für Bitcoin (Bitwala)
  • Sentimentanalysen für den Cryptomarkt (Augmento)
  • Financial Risk Meter (Firamis)
  • Center for Applied Statistics and Economics (C.A.S.E.): Interdisziplinäres Zentrum, um die immer komplexer werdenden Probleme im Feld der Ökonomie und den angrenzenden Bereichen mit Fachwissen, quantitativen Methoden und unter Verwendung moderner Computertechniken zu untersuchen und Lösungswege zu entwickeln. Zu den erforschten Themen gehören z.B. Wetterrisiken, alternde Gesellschaften, Kriminalität oder Immobilienmärkte.
  • Sonderforschungsbereich für Ökonomisches Risiko (SFB 649): Transdisziplinäres Forschungszentrum in dem sich Experten aus den Bereichen Ökonomie, Mathematik und Statistik zusammenfinden, um ökonomische Risiken und die dazugehörigen Faktoren zu untersuchen. Forschende haben so eine Plattform ihre Ergebnisse auch international zu diskutieren und neue Kooperationen anzustreben.
Weiterbildung
  • Machine Learning in FinTech (Risk Management Institute, Singapore)
  • Smart Data Analytics (Bundesbank)
  • Ultra High Dimensional Time Series (Bundesbank)
  • SupTech und RegTech Workshops
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Profilbild Freytag
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Datenbanken und Informationssysteme

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Expertise

Prof. Freytag ist Inhaber des Lehrstuhls für Datenbanken und Informationssysteme (DBIS). Zu seinen Forschungsinteressen gehören alle Aspekte der Verarbeitung von Abfragen und Abfrageoptimierung in (objekt-) relationalen Datenbanksystemen, neue Entwicklungen im Datenbankbereich (z.B. semi-strukturierte oder graph-basierte) Daten, Datenqualität, Big Data Analytics sowie Schutz der Privatsphäre im Kontext von Datenbanksystemen. Darüber hinaus ist er in vielen Kooperationen zur Nutzung von Datenbanktechnologie in Anwendungen wie Geoinformationssysteme (GIS), Bioinformatik, Physik sowie Life Sciences involviert. In den letzten Jahren erhielt Prof. Freytag viermal den IBM Faculty Award für kooperatives Arbeiten in den Bereichen Datenbanken, Middleware und Bioinformatik/Life Sciences, sowie in 2009 und 2010 den HP Labs Innovation Research Awards für seine Forschung im Datenbankbereich und Cloud Computing. Er war 2003 Mit-Organisator der VLDB (Very Large Data Bases) Konferenz in Berlin, der wichtigsten Datenbankkonferenz weltweit, und gleichzeitig Mitglied der VLDB-Stiftung (VLDB Endowment Inc.) von 2001 bis 2007. Prof. Freytag ist seit 2009 Sprecher des Fachbereichs DBIS der Gesellschaft für Informatik (GI).

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Große Server Linux/AIX mit DBMS IBM DB2
  • Clusterrechner (128 Kerne)
  • 30TB Speicherkapazitäten
Referenzen
  • Namhafter amerikanischer IT-/Datenbankhersteller: Verbesserung des existierenden DBMSs im Bereich der Anfrageoptimierung; Erweiterung existierender ETL-Tools
  • Namhafter amerikanischer IT-/Datenbankhersteller: Erweiterung der DBMS-Funktionalität, Erarbeitung von Vorschlägen zur Leistungsverbesserung; Vorschläge zur Weiterentwicklung existierender DBMS-Produkte
  • Namhafter deutscher Softwarehersteller: Mehrere Jahre begleitende Beratung zur Leistungsverbesserung des existierenden DBMS
  • Namhafter deutscher Großkonzern: Entwurf und Entwicklung einer Anfrageoptimierungskomponente für das LDAP-Produkt des Unternehmens
  • Beratung verschiedener KMU in Deutschland im Bereich der Daten- und Prozessmodellierung, Einsatz von DBMS-Technologie; Nutzung von DBMS-Technologie in firmeneigenen Produkten; Strategieberatung zum langfristigen Einsatz von DBMS-Technologie
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