Gestiftet von Dr. Michael Brenscheidt
Die Technische Universität Dortmund hat am Mittwoch, den 17. Januar erstmals den Dr. Michael Brenscheidt-Transferpreis an drei herausragende Projekte verliehen: Der erste Preis ging an Prof. Anna-Lena Scherger und Jannika Böse für Sprachförderung mehrsprachiger Vorschulkinder. Dr. Alvaro Ortiz Pérez vom Lehrstuhl für Sensorik erhielt den zweiten Preis für eine Auftragsarbeit aus dem Mittelstand. Der dritte Preis ging an den Fotografenmeister Uwe Grützner, der mit Drohnenaufnahmen neue Kooperationspartner gewinnen konnte. Das Preisgeld in Höhe von 10.000 Euro stiftete der Dortmunder Wirtschaftsjurist Dr. Michael Brenscheidt.
„Neben Forschung und Lehre bildet Transfer die dritte Säule unserer Universität“, sagte Rektor Prof. Manfred Bayer. „Es ist uns ein besonderes Anliegen, Wissen und Erkenntnisse in die Gesellschaft zu tragen und damit einen Mehrwert zu schaffen. Ich bin Dr. Michael Brenscheidt daher sehr dankbar für die großzügige Stiftung dieses Preises.“ Im Rahmen der Veranstaltung „Zukunftsdialog“ gratulierte er den Gewinner*innen, die der Transferbeirat des Centrums für Entrepreneurship & Transfer (CET) der TU Dortmund ausgewählt hatte.
Der erste, mit 6.000 Euro dotierte Preis ging an Prof. Anna-Lena Scherger und Jannika Böse von der Fakultät Rehabilitationswissenschaften, die sich der Sprachförderung von Vorschulkindern zugewanderter Familien widmen. In ihrem Projekt „Basisfähigkeiten stärken – Qualifizierung, Diagnostik und Intervention“ haben sie ein Fortbildungskonzept entwickelt, um Betreuungspersonen in sogenannten Brückengruppen für alltagsintegrierte Sprachförderung zu qualifizieren. In Brückengruppen werden Kinder, die bisher keinen Kita-Platz haben, auf die Grundschule vorbereitet. Die Ergebnisse wurden in der Praxis so positiv aufgenommen, dass nach Projektende bereits mehrfach Qualifizierungsmaßnahmen angefragt wurden, u.a. auch für Kindertagespflege und Spielgruppen.
Auf den zweiten, mit 3.000 Euro dotierten Platz schaffte es Dr. Alvaro Ortiz Pérez von der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik mit einer Machbarkeitsstudie für ein mittelständisches Unternehmen zur Detektion von Kohlenstoffdioxid und eines bestimmten Isoliergases. Ziel war es, eine Sensortechnologie zu identifizieren, die den messtechnischen und ökonomischen Anforderungen des Auftraggebers entspricht. Nach erfolgreichem Projektabschluss wurde die Kooperation fortgesetzt, um gemeinsam einen Prototyp zu entwickeln und zur Marktreife zu bringen. Das Transferprojekt veranschaulicht, wie außeruniversitäre Partner technologische Eigenständigkeit und Know-how mithilfe der TU Dortmund aufbauen können.
Den dritten, mit 1.000 Euro dotierten Transferpreis erhielt der Fotografenmeister Uwe Grützner von der Fakultät Raumplanung für den Einsatz von Drohnenaufnahmen innerhalb der TU Dortmund und bei externen Partnern. Durch die Verwendung der Drohnen für Wärmebilder oder Laservermessung haben sich einige erfolgreiche Kooperationen zwischen unterschiedlichen Disziplinen der TU Dortmund ergeben. Gleichzeitig hat Uwe Grützner die neue Technologie auch außeruniversitären Partnern zur Verfügung gestellt und damit neue Netzwerke geknüpft.
Dr. Michael Brenscheidt-Transferpreis
Der Preis wird alle zwei Jahre vergeben und würdigt besondere Leistungen beim Forschungstransfer und bei wissenschaftlichen Kooperationen mit Praxispartnern. Die TU Dortmund versteht Transfer als einen interdisziplinären und beidseitigen Austausch von Wissen, Dienstleistungen, Technologien und Personen mit externen Partnern in Wirtschaft, Gesellschaft und Politik. Der Stifter Dr. Michael Brenscheidt war Mitglied der Geschäftsführung bei verschiedenen Unternehmen, Rechtsanwalt und Partner bei audalis Kohler Punge & Partner in Dortmund. Mit dem Preis möchte der Wirtschaftsjurist wichtige Impulse, die von TU-Wissenschaftler*innen und dem CET für die Realisierung neuer Geschäftsideen und die wirtschaftliche Entwicklung der Region ausgehen, unterstützen.
Zukunftsdialog
Die Transferpreise wurden im Rahmen des dritten, vom CET veranstalteten Zukunftsdialogs vergeben. Der Zukunftsdialog bietet Unternehmen aus der Region die Möglichkeit, aktuelle Zukunftsfragen aus ihrer Perspektive im Kontext der Universität zu beleuchten und in einen inhaltlichen Austausch mit Studierenden, Wissenschaftler*innen und Beschäftigten der TU Dortmund zu treten. Am 17. Januar war Simone Schulz, Vorsitzende der Geschäftsführung von Boehringer Ingelheim microParts mit Sitz in Dortmund, zu Gast und berichtete aus Sicht der pharmazeutischen Industrie von dem Megatrend Neo-Ökologie.
Bildzeile: Dr. Michael Brenscheidt (2.v.l.), Stifter des Transferpreises, und Prof. Gerhard Schembecker (r.), Prorektor Finanzen, überreichten die Auszeichnungen an (v.r.) Uwe Grützner, Prof. Anna-Lena Scherger, Jannika Böse und Alaa Guenak (in Vertretung für Dr. Alvaro Ortiz Pérez). Sina Sadegh Nadi (l.) vom CET hat die Veranstaltung moderiert.
Foto: Oliver Schaper für die TU Dortmund
Wie die Komponenten eines Doppel-Brennstoffzellenantriebs eines LKW so aufeinander abgestimmt werden müssen, damit sie möglichst sparsam und trotzdem leistungsfähig arbeiten, hat der Recklinghäuser Felix Smyrek in seiner Bachelorarbeit an der FH Dortmund untersucht. Sein Ergebnis unterstreicht die Sinnhaftigkeit von Brennstoffzellenantrieben in LKW.
Mehrere LKW-Hersteller verwenden Antriebe aus zwei Brennstoffzellensystemen (BZS) und einer Batterie. Das bietet Vorteile, wie zum Beispiel eine höhere Lebensdauer, wenn die BZS bei geringem Leistungsbedarf, etwa im Stadtverkehr, abwechselnd eingesetzt werden.
Bei höherem Leistungsbedarf liegt der Gedanke nahe, die Leistung gleichmäßig auf beide BZS zu verteilen, damit beide möglichst wenig beansprucht werden. Ob das auch wirklich stimmt, untersuchte Felix Smyrek in zwei Schritten an dem computersimulierten Modell eines LKW eines asiatischen Herstellers in Kooperation mit dem Zentrum für Brennstoffzellentechnik (ZBT) in Duisburg.
Der statische Betrieb
Der Recklinghäuser betrachtete im ersten Schritt ein Szenario mit gleichbleibendem Leistungsbedarf, zum Beispiel bei einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit auf einer flachen Straße. Macht es dabei einen Unterschied, wenn die BZS unterschiedlich hohe Leistungen abgeben? „Die Effizienzkurve eines Brennstoffzellensystems ist recht einfach darzustellen“, sagt Felix Smyrek. Sie steigt erst steil an, erreicht ihr Maximum („Peak“) und fällt dann deutlich flacher wieder ab.
Smyreks Versuchsreihe ergab: Auch wenn ein einzelnes BZS die geforderte Leistung ohne Weiteres liefern kann, ist die Effizienz am höchsten, wenn jedes BZS möglichst nah am Peak betrieben wird. Daraus folgt die Erkenntnis: Bei Leistungsanforderungen unterhalb des Peaks ist es effizienter, nur eine Zelle zu betreiben. Liegt die Anforderung darüber, wie im Beispielfall, sollten beide BZS zu gleichen Teilen ran.
Der dynamische Betrieb
Beim dynamischen Betrieb, der eine reale Autofahrt mit Anfahren, Beschleunigen, Bremsen und so weiter abbildet, kommt zusätzlich die Batterie ins Spiel. Sie dient dazu, in bestimmten Situationen zu puffern, also bei Leistungsspitzen mitzuhelfen. Felix Smyrek untersuchte nun, wann genau ihr Einsatz am effizientesten ist.
Der Maschinenbaustudent fand heraus: Immer dann, wenn es schnelle Leistungswechsel gibt, ist es ratsam, so viel wie möglich mit der Batterie zu puffern. Aus zwei Gründen. Erstens, steigen die Verluste eines BZS bei Lastwechseln, wie es sie bei schnellen Leistungsspitzen gibt, und damit verliert man Energie. Zweitens, etwas komplizierter: Beim Bremsen wird die Bremsenergie rekuperiert, das heißt, in die Batterie zurückgespeist. Das geht aber nur, wenn die Batterie in diesem Moment nicht schon voll ist. Deswegen ist es sinnvoll, die Batterie während der Fahrt immer wieder zu beanspruchen, um ihre vollständige Aufladung zu vermeiden.
Wertvolle Daten
Weil sich die Brennstoffzellen-Antriebssysteme der LKW-Hersteller in vielen Punkten unterscheiden und die Hersteller auch keine Einzelheiten zu Dingen wie Wirkungsgrad und genaue Abstimmung von BZS und Batterie herausgeben, lässt sich Felix Smyreks Ergebnis nicht ohne Weiteres auf andere LKW übertragen. Dennoch birgt sie Grundlagenwissen darüber, wie das Zusammenspiel zwischen zwei Brennstoffzellen und einer Batterie möglichst effizient gesteuert werden kann, und damit ist sie ein weiterer Schritt auf dem Weg hin zum optimalen Nutzen des Antriebssystems.
Von der angefallenen Menge an Daten profitiert auch das ZBT. Die Kooperation mit dem Duisburger Institut habe seine Arbeit erst ermöglicht, sagt Felix Smyrek. „Daher freut es mich umso mehr, dass ich dem Team am ZBT einen kleinen Benefit geben konnte und sie die Erkenntnisse für weitere Projekte nutzen können.“
Warum überhaupt Brennstoffzellen? Sind rein batteriebetriebene Fahrzeuge nicht sowieso effizienter?
Batterie-elektrische Fahrzeuge besitzen insgesamt einen höheren Wirkungsgrad als Brennstoffzellen-Fahrzeuge. Das bedeutet, von der ihnen zugeführten Energie – ihrer Ladung – wandeln sie einen höheren Anteil in Antriebsenergie um, nämlich bis zu 80 Prozent, in Ausnahmefällen auch mehr. Zum Vergleich: Ein Brennstoffzellenantrieb liegt bei bis zu 60 Prozent, Verbrennungsmotoren bei maximal 45 Prozent.
Der Nachteil einer Batterie liegt in ihrem Gewicht. Je höher die Reichweite eines Fahrzeugs sein soll, desto größer und schwerer muss die Batterie sein, um ausreichend Energie bereitzuhalten. Für LKW, die viele hundert Kilometer am Stück zurücklegen, würde die Batterie so groß und schwer sein, dass ihr Betrieb unrentabel würde. Darüber hinaus wären dafür Ladestationen mit Ladeleistungen von einem Megawatt notwendig – sieben Mal so viel wie das, was ein elektrischer PKW benötigt.
Da kommt der Brennstoffzellenantrieb ins Spiel. Denn dessen Kraftstoff – Wasserstoff – lässt sich nicht nur platzsparender und leichter transportieren, sondern auch viel schneller betanken. Das bedeutet, bei hohen Reichweiten ist der Brennstoffzellenantrieb trotz geringerem Wirkungsgrad unterm Strich effizienter.
Bildzeile: Maschinenbaustudent Felix Smyrek hat einen Brennstoffzellenantrieb für LKW untersucht.
Foto: Tilman Abegg für die FH Dortmund