Pflichtveranstaltung:
Sicherheitsschulung mit Feuerlöschübung für Erstsemesterstudierende.
An der Universität Bremen dürfen Studierende der Studienfächer mit laborpraktischen Lehrinhalten erst nach Teilnahme an dieser Veranstaltung mit den Laborarbeiten beginnen.
Praktische Brandschutzübungen im Freien, daher bitte mit wetterfester Kleidung und festem Schuhwerk erscheinen!

• Prozessintensivierung durch Ausnutzung mikroskaliger Effekte
• Kennzeichnung disperser Systeme am Beispiel Siebung Bildanalyse
• Experimentelle Quantifizierung einer Filtration und Filtrationskennlinien
• Grundlegende Gesetzmäßigkeiten und Methoden der Strofftransportprozesse in praxisrelevanten Reaktoren

Sie lernen Optimierungsmethoden für Gestaltung und Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen kennen und anwenden und werden dadurch mit numerischen Optimierungstechniken vertraut. Sie können dann anhand von Fallbeispielen selbstständig Systemstruktur- und Betriebspunktoptima ermitteln und die Ergebnisse im Hinblick auf Aufgabenstellung kritisch diskutieren

Ringveranstaltung zur Begleitung der Abschlussarbeiten

In der modernen Ingenieurwelt ist die Fähigkeit, Daten zu verarbeiten, komplexe Gleichungen zu lösen und Ergebnisse zu visualisieren, eine unverzichtbare Kompetenz. Dieser Kurs bietet Ihnen einen umfassenden anwendungsorientierten Werkzeugkasten, der Sie von den absoluten Grundlagen der MATLAB-Syntax bis hin zur souveränen Lösung realer technischer Probleme führt. Sie erlangen ein tiefes Verständnis für den Aufbau eines vollständigen numerischen Workflows: vom robusten Datenimport über numerische Kernmethoden wie die ODE/PDE-Integration bis hin zur fortgeschrittenen Signalanalyse und Bildverarbeitung. Durch den Fokus auf die praktische Umsetzung werden Sie optimal auf zukünftige Herausforderungen in der Modellierung, Simulation und Prozesssteuerung vorbereitet.

World energy outlook
Hydrogen and fuel cells: introduction and historical perspective
Type of fuel cells and their applications

Thermodynamics and electrochemistry of fuel cells. Reversible behaviour Efficiencies
Main components and material properties
Polarization curve. Real behaviour. Fuel cell modelling
Fuel cell design and optimization
Techniques for fuel cell characterization

The lecture will provide students with the knowledge and tools to:

Fuel cell systems
Fuel and oxidant subsystems
Thermal management subsystem
Water management subsystem

Die Veranstaltung führt in die Systemzusammenhänge der Energiewende ein (Wetter, Klima, Klimawandel, Risiken, Zusammenhang von Wirtschaftsleistung und Energieverbrauch) und behandelt anschließend die materialwissenschaftlichen Hebel entlang der Energiewertschöpfung: erneuerbare Stromerzeugung mit Photovoltaik und Solarthermie, Windenergie mit Fokus auf Werkstoffe, Oberflächen und Schutzsysteme, weitere erneuerbare Energien (Geothermie, Wasserkraft, Biogas), die Wasserstoffwirtschaft (Elektrolyse, Speicherung/Transport, Power to X) sowie elektrochemische und thermische Energiespeicher. Für den Wärmesektor werden Dämm- und Isolationsstoffe sowie Wärmepumpen hinsichtlich Funktion, Effizienz, Alterung und Kreislaufführung analysiert. Den Abschluss bilden „Nachhaltige Werkstoffnutzung“ mit zirkulären Strategien (Lebensdauer, Reparatur, Wiederverwendung, Recycling, einfache LCA-Überlegungen) sowie eine Wiederholungs- und Prüfungsvorbereitungssitzung.
Nach Abschluss des Moduls können die Studierenden die genannten Felder der Energiewende materialwissenschaftlich einordnen, relevante Werkstoffklassen, Belastungs- und Umweltbedingungen sowie Degradations- und Versagensmechanismen insbesondere in Photovoltaik, Solarthermie, Windenergie und der Wasserstoffwirtschaft (inklusive Power to X) beschreiben, geeignete Materialien für Speicher-, Dämm-, Isolations- und Wärmepumpenanwendungen auswählen und begründet bewerten, zugehörige Prozessketten und einfache Prüf- bzw. Qualitätssicherungsansätze skizzieren sowie Grundideen zirkulärer Nutzung und erste LCA-Gedanken in lebenszyklusorientierte Entscheidungen einbeziehen.

Im Seminar werden Grundlagen und Vorgehensweisen zur Erstellung von Abschlussarbeiten besprochen. Inhaltliche Fargen oder auch Probleme (bei den experimentellen Arbeiten und auch dem Schreiben selbst) werden in der Gruppe besprochen und Lösungen erarbeitet.

Dieser Kurs untersucht die grundlegende Physik von Grenzflächen und die komplexen Mechanismen, die den Zerfall von Flüssigkeiten steuern. Wir analysieren die multiskaligen Phänomene beim Übergang von Bulkschmelzen in diskrete Tropfen sowie deren Dynamik während des Transports und der Deposition. Ein Schwerpunkt liegt auf den besonderen thermophysikalischen Herausforderungen von Flüssigmetallen, wie der extremen Oberflächenspannung und dem Einfluss latenter Wärme auf die Erstarrungsmorphologie . Die Studierenden lernen verschiedene wissenschaftliche Ansätze zum Verständnis dieser Prozesse kennen und vergleichen theoretische Modellierungsstrategien mit fortgeschrittenen experimentellen Charakterisierungstechniken.

Donnerstag Vorlesung; Freitag Übungen

Der Kurs ist eine begleitende Übung zur Vorlesung: 04-26-KF-014 Trenntechniken. In diesem Kurs wird das grundlegende Verständnis über mechanische, thermische und elektrokinetische Trennverfahren anhand von Rechenübungen vertieft. Die Themen sind: Sedimentation, Filtration (Membranverfahren), Destillation, Adsorption, Absorption, Kristallisation, Elektrokinetisch getriebene Trennprozesse (DEP)

Die Elektrochemie steht im Mittelpunkt der modernen Energiewende in Deutschland und weltweit. Zu den elektrochemischen Systemen zählen unter anderem Batterien, Superkondensatoren, grüner Wasserstoff, Brennstoffzellen, grüne Stahlproduktion und grüne Metallgewinnung.
Die Vorlesung umfasst folgende Inhalte: Thermodynamik elektrochemischer Systeme; Thermodynamik der Grenzfläche und Adsorptionsphänomene; Thermodynamik von Nichtgleichgewicht und Überspannung; Stofftransport geladener Teilchen; Ladungstransfer an der Grenzfläche; Modellierung elementarer elektrochemischer Systeme; Simulation elektrochemischer Messungen an Modellsystemen.
Die Studierenden lernen die Grundlagen der Elektrochemie und die Modellierung elektrochemischer Systeme in Seminaren und praktischen Übungen mit COMSOL.

Die Veranstaltung kann nur gemeinsam mit "Ökobilanzen" belegt werden.

Führung und Organisation sind der universelle Schlüssel zu wirksamer professioneller Arbeit – ganz besonders auch im technologischen Umfeld. Geprägt von Komplexität und der Notwendigkeit fundierter fachlicher Kompetenzen kommt es darauf an, wahre Intelligenz aufzubauen, um Synergien und Innovation aktiv zu gestalten.
Im Rahmen dieser erlebnisaktivierenden Lehrveranstaltung wird das Konzept der Führungsfusion vermittelt:
mentale Stärke, verbindende Führung sowie erfolgreiche Transformation und Innovation.
Führungsfusion ist ein integrativer Ansatz, der traditionelle Führungsmodelle hinterfragt und Führung als dynamischen Prozess der Verbindung von Zielen, Menschen und Strukturen versteht. Der Fokus liegt dabei nicht allein auf Verhaltenssteuerung, sondern auf der bewussten Gestaltung von Organisationen durch innere Stärke, Beziehungsqualität und transformative Handlungskompetenz.

Begrenzte Teilnehmerzahl; Anmeldung über Sekretariat Prof. Tracht
Veranstaltung richtet sich an Studierende, die am bime Projekte oder Abschlussarbeiten bearbeiten.

Pflichtveranstaltung:
Sicherheitsschulung mit Feuerlöschübung für Erstsemesterstudierende.
An der Universität Bremen dürfen Studierende der Studienfächer mit laborpraktischen Lehrinhalten erst nach Teilnahme an dieser Veranstaltung mit den Laborarbeiten beginnen.
Praktische Brandschutzübungen im Freien, daher bitte mit wetterfester Kleidung und festem Schuhwerk erscheinen!

Diese Veranstaltung wird in jedem Semester angeboten. Für den Erwerb eines Leistungsnachweises (3 CP) ist der Besuch der Veranstaltung über zwei Semester erforderlich.

Die Struktur oder Zelle von Verkehrsflugzeugen wird im Gesamtzusammenhang des Systems Flugzeug betrachtet. Der Fokus liegt auf der ganzheitlichen Entwicklung von Flugzeugen in Hinblick auf Verbesserung der Nachhaltigkeit und Effizienz zukünftiger Verkehrsflugzeuge. Hier wird Historie und Gegenwart betrachtet, neue Konzepte und Grundlagen für zukünftiger Flugzeuge werden dargestellt.
Schwerpunkt ist der Weg zum energieeffizienten Flugzeug. (siehe auch DGLR Veröffentlichung "Energy Efficient Aircraft Technology" von November 2025)
Eine Übersicht über die Vorlesung ist unter Dateien abgelegt

Aufbauend auf der Vorlesung Endformnahe Fertigungstechnologien 1 behandelt diese Veranstaltung die pulvermetallurgische Verarbeitung bestimmter Materialien wie Sinterstähle Aluminium, Hartmetalle, Titanlegierungen, Nickelbasis- und Magnetwerkstoffe. Darüber hinaus wird eine umfassende Einführung in die Technologien und Besonderheiten der Additiven Fertigung gegeben. Nach Abschluss dieser Lehrveranstaltung haben die Studierenden umfangreiches Wissen über die PM-Verarbeitung der genannten Materialine und können beurteilen, in welchen Anwendungsfällen die Additive Fertigung als Herstellungsprozess geeignet ist.

• Definition von Eigenspannungen
• Entstehung von Eigenspannungen
• Wirkung von Eigenspannungen
• Messung von Eigenspannungen (Indirekte Verfahren, Direkte Verfahren)
• Einfluss der Bearbeitung auf die Werkstückrandzone beim Drehen und Fräsen, Schleifen, Kugel-strahlen, Festwalzen und Wasserstrahlen, Laserstrahlhärten und Funkenerosion
• Randzonenbeeinflussung an schwer zerspanbaren Werkstoffen

Kenntnisse und Verständnis der grundlegenden Eigenschaften keramischer Suspensionen und keramischer Werkstoffe sowie Anwendung von Analysetechniken zur Materialcharakterisierung: Stabilität keramischer Suspensionen und Bestimmung der Partikelgröße, Fließverhalten keramischer Suspensionen, Bestimmung der Dichte poröser keramischer Werkstoffe, Festigkeit und Bruchzähigkeit keramischer Werkstoffe.

Kenntnisse über die Herstellung keramischer Bauteile. Themen sind die Entwicklung keramischer Bauteile, Pulververarbeitung und -behandlung, Formgebung von Grünlingen, Sintern, mikrostrukturelle Entwicklung während der Verarbeitung keramischer Werkstoffe, Endbearbeitung wie Schleifen oder Beschichten.
Inhalt:
1. Einführung;
2. Keramische Pulver;
3. Aufbereitung keramischer Massen;
4. Formgebung 1 – Presstechniken;
5. Formgebung 2 – Schlickergusstechniken;
6. Formgebung 3 – Plastische Formungsverfahren;
7. Poröse Keramik;
8. Sintern und Mikrostrukturcharakterisierung;
9. Sintern – Fortgeschrittene Techniken;
10. Beispiele von Hochleistungskeramik;
11. Zusammenfassung.

Die Veranstaltung betrachtet das Thema Nachhaltigkeit aus dem Blickwinkel der Gießereiindustrie.

• Umsetzung der Nachhaltigkeitsziele mit Fokus auf der ökologischen Nachhaltigkeit in der

• Überblick über gießtechnische Verfahren mit Relevanz für die Automobilindustrie.
• Wege zur Erzielung einer nachhaltigen Fertigung und Produktnutzung im Sinne der 9R-Strategien.
• Methoden zur Analyse der Nachhaltigkeit wie Life Cycle Assessment (LCA).
• Energieeffizienz und Reduzierung des Carbon Footprints entlang der gesamten Fertigungskette,

• Herausforderungen und Ermöglichung des Einsatzes von Sekundärmaterialien mit Fokus auf

• Einfluss der Nutzungsphase am Beispiel der Automobilindustrie.

Die Vorlesung vermittelt vertiefte Kenntnisse zur Chemie der Matrixsysteme, zu Struktur-Eigenschaftsbeziehungen sowie zur Chemie der Faser/Matrix-Grenzphase in faserverstärkten Kunststoffen. Behandelt werden Hochtemperatur-Kunststoffe, thermoplastisch verarbeitbare Duromere, reaktiv verarbeitbare Thermoplaste, stimuli-responsive FVK und kreislauffähige FVK sowie nachwachsende Rohstoffe und biologisch abbaubare Kunststoffe. Die Studierenden kennen gängige Polymerisationsarten, können Polymere klassifizieren und deren Materialeigenschaften einordnen. Sie sind in der Lage, geeignete analytische Methoden zur physikalisch-chemischen Charakterisierung auszuwählen, die Faser/Matrix-Grenzfläche zu beschreiben sowie relevante Modifizierungs- und Analysemethoden zu benennen. Zudem erwerben sie Grundkenntnisse zur Prozessführung neuartiger Matrixsysteme, kennen chemische und technische Ansätze für deren Entwicklung und können Verwertungs- und Recyclingkonzepte – einschließlich Selbstheilungsansätzen – für verschiedene Materialklassen unterscheiden.

Kenntnisse und Verständnis von Kristallstrukturen, Bindungsarten, Defekten und deren Zusammenhang mit der Funktionalität technischer Werkstoffe. Es wird ein Überblick über fortschrittliche Kohlenstoff-, Oxid-, Nichtoxid-, Glas- und Glaskeramikwerkstoffe gegeben und die Beziehungen zwischen Mikrostruktur und Eigenschaften werden diskutiert.

Findet zusammen mit 04-M09-MW-015 statt / Held together with 04-M09-MW-015

Die keramischen Faserverbundwerkstoffe sind für extreme thermische und mechanische Belastungen konzipiert. Die Weiterentwicklung dieser Materialien erfolgt in erster Linie mit dem Ziel, höhere Schadenstoleranz und Temperaturbeständigkeit zu erreichen. Im Projekt wird der Einfluss von verschiedenen Faserarchitekturen auf die mechanischen Eigenschaften von oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffen untersucht.

Keramische Fasern werden zur Herstellung von faserverstärkten keramischen Verbundwerkstoffen verwendet. Da diese Verbundwerkstoffe hauptsächlich für Hochtemperaturanwendungen konzipiert sind, ist die Temperaturbeständigkeit der eingesetzten keramischen Fasern von entscheidender Bedeutung. Im Rahmen des Projekts werden Faserbündel und Einzelfaserfilamente hinsichtlich ihrer Steifigkeit und Festigkeit nach thermischer Auslagerung bei unterschiedlichen Temperaturen charakterisiert. Die ermittelten Fasereigenschaften werden anschließend mit den Eigenschaften von Verbundwerkstoffen korreliert.

Dieses Projekt befasst sich mit der Prozessierung von keramischen Schlickern zu porösen Keramiken mit Anwendungen in Bezug auf Nachhaltigkeitsthemen (z. B. CO2-Speicherung, Solarthermie) oder Bioprozesstechnik (z.B. Zelllyse oder Enzymfunktionalisierung). Dabei kommen verschiedene moderne Prozesstechniken zum Einsatz wie 3d Druck, Polymer-Replica-Methode oder Nanostrukturierung mittels Sol-Gel-Technik.

The Haber-Bosch process is an indispensable part of the modern chemical industry, enabling large scale ammonia production particularly for fertilizers. Its potential implementation on Mars is of significant interest for supporting long-term human exploration through in-situ resource utilization (ISRU). This literature based project investigates the feasibility of deploying Haber-Bosch ammonia synthesis under Martian environmental conditions, with a particular focus on comparing key process parameters between Earth and Mars.

Students will systematically analyze differences in nitrogen availability, hydrogen sourcing, operating pressure, temperature requirements, and overall energy demand. The Martian atmosphere, composed predominantly of CO₂ and only about 2 % nitrogen, presents significant challenges for nitrogen extraction and compression. In contrast to Earth, where hydrogen is primarily derived from fossil fuels, Martian hydrogen production relies on energy-intensive water electrolysis from sub surface ice deposits or hydrated minerals. With the core reaction conditions of the Haber-Bosch process remaining unchanged, the additional energy requirements associated with gas capture, purification, and high-pressure compression are expected to substantially increase the total system energy demand on Mars. The project will further evaluate potential energy sources, including solar power, and assess their suitability for sustaining ammonia production.

Crewed spacecraft and surface habitats continuously produce CO₂ as a metabolic byproduct, which must either be scrubbed and vented or actively converted into useful products. Electrochemical CO₂ reduction reaction (CO₂RR) offers a dual benefit: removing a cabin atmosphere contaminant while producing valuable chemicals such as carbon monoxide, methane, formate, or methanol that can serve as fuel precursors or feedstocks for further synthesis. This literature project examines the electrochemical reduction of CO₂ as a component of a closed-loop life support and ISRU strategy, with particular attention to how microgravity and the CO₂-rich Martian atmosphere alter the design requirements relative to terrestrial systems.
Students will survey catalyst materials and selectivity for relevant CO₂RR products, review existing space-heritage carbon dioxide removal systems such as the Sabatier reactor on the ISS, and assess how an electrochemical approach compares in terms of mass, power consumption, and product flexibility. Simple Faradaic efficiency and power budget calculations will be performed to estimate the CO₂ conversion rate achievable within the electrical power envelope of a Mars surface habitat. The project will equip students to critically evaluate CO₂RR as a candidate technology for integration into future closed-loop planetary life support architectures.

Die elektrochemische Wasserspaltung (2 H2O → 2 H2 + O2) ist sowohl für die terrestrische Wasserstoffproduktion – als Grundlage zukünftiger Energiespeichertechnologien – als auch für die extraterrestrische Sauerstoffproduktion für Lebenserhaltungssysteme in Weltraummissionen, z. B. das Oxygen Generator Assembly auf der ISS, von entscheidender Bedeutung. Extraterrestrische Faktoren wie Mikrogravitation, Strahlungsexposition und extreme Temperaturschwankungen beeinflussen die Leistung von Elektrolyseuren im Vergleich zu erdgebundenen Systemen. In Schwerelosigkeit wird die Phasentrennung zwischen Elektroden, flüssigem Elektrolyten und gasförmigen Produkten erschwert, da keine Auftriebskräfte auftreten. In diesem Literaturprojekt werden die Unterschiede in Elektrolyseur-Designs für terrestrische und Weltraumanwendungen untersucht, mit Schwerpunkt auf Effizienz, Langlebigkeit und Leistungsfähigkeit. Ziel des Projekts ist wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung zukünftiger Elektrolyseur-Technologien für den Einsatz unter Schwerelosigkeit mittels der Analyse von bereits etablierten Elektrolyseur-Designs, Materialauswahlstrategien und bekannten Prozessherausforderungen zu gewinnen.

The C.R.O.P (Combined Regenerative Organic Food Production) technology was based on sustainable practices that integrate circular resource use into space systems. This system relied on natural biological processes, where micro-organisms convert components of urine into plant fertilizers. These fertilizers are then used to grow crops in controlled environments, contributing to food production while simultaneously managing waste. This integration of waste recycling and agriculture aimed to reduce the need for continuous resupply from Earth, which is one of the major challenges in space exploration. Developed and demonstrated in experiments such as the Eu: CROPIS mission by the German Aerospace Centre (DLR), this approach focused on converting human waste into a usable fertilizer for plant cultivation. Rather than treating waste as a disposal problem, C.R.O.P utilized it as a valuable resource, aligning with the principles of closed-loop life support systems that are essential for long-duration extra-terrestrial missions to the Mars.

In this project, students will analyse how systems like C.R.O.P function, compare them with other existing space fertilizer development strategies, and assess their advantages and limitations in space environments. They will also be encouraged to think creatively by proposing simple conceptual designs for closed-loop fertilizer systems tailored to Martian habitats. By the end of the project, students will have developed the ability to critically engage with interdisciplinary research and appreciate the role of sustainable technologies in shaping the future of space exploration.

In-situ resource utilization (ISRU) on the Moon and Mars relies on the ability to generate and store chemical energy from locally available resources, most notably water ice and solar irradiance. Photoelectrochemical (PEC) and photovoltaic-coupled electrolysis (PV-E) systems have been proposed as compact, scalable routes to producing hydrogen and oxygen from surface water without continuous resupply from Earth. This literature project compares PEC and PV-E architectures for solar hydrogen production under extraterrestrial conditions, examining how reduced solar flux, dust accumulation, and day-night cycles constrain system design on the lunar surface versus Mars.
Students will survey efficiency benchmarks reported for state-of-the-art PEC devices under terrestrial and simulated space conditions and assess how radiation degradation of semiconductor photoelectrodes impacts long-term performance. Back-of-envelope calculations will quantify the required solar collector area, electrolyser power rating, and hydrogen storage volume to sustain oxygen production for a four-person surface habitat over a 500-day mission at both locations. The project provides students with an integrated perspective on the interdependencies between solar energy conversion, electrochemistry, and ISRU mission architecture.

In diesem Projekt entwickelst du SiOC-Hybridmaterialien mit modernen Fertigungsverfahren wie Elektrospinning, 3D-Druck oder Freeze-Casting. Du stellst dabei z. B. flexible keramische Fasermatten her, die als Membranen oder Katalysatorträger funktionieren. Alternativ designst du elektrisch leitfähige 3D-Elektroden mit maßgeschneiderter Porenstruktur. Ein weiterer Fokus sind hochporöse Körper, die Flüssigkeiten gezielt separieren, transportieren oder verteilen können. Du kombinierst Materialdesign, Prozessparameter und Performance-Tests – und siehst direkt, wie Struktur die Funktion bestimmt.

Dieses Projekt basiert auf einer Literaturstudie und theoretischen Überlegungen. Der Fokus liegt auf der Untersuchung der Auswirkung von Schwerelosigkeit auf die Synthese von Nanopartikeln, genau genommen, auf die unterschiedlichen Synthesetechniken (Kristallisierung von einem flüssigen Ausgangsstoff oder einem Ausgangsstoff in der Dampfphase, Elektrodeposition, Sol-Gel-Verfahren, Dampfphasenepitaxie usw.) und wie Prozesse und Materialeigenschaften sich im Vergleich zu Synthesen unter terrestrischen Bedingungen ändern. Die Kategorie „Nanopartikel“ schließt hierbei Materialien mit einer nano- und mikroskopischen Struktur ein wie katalytisch-aktive Nanopartikel. Die Anwendung von solchen Nanopartikeln reicht von der Katalyse zur Theranostik und zum Umweltschutz und sind relevant für weltraum- und erdbasierte Anwendungen.

Electrochemical systems such as water electrolysers and fuel cells are critical components of closed-loop life support systems for long-duration space missions. On Earth, convective heat dissipation passively assists thermal regulation. In microgravity, the absence of natural convection fundamentally alters heat and mass transfer at electrochemical interfaces. This literature project investigates thermal management strategies for electrochemical energy systems operating under space-relevant conditions, including microgravity, Lunar, and Martian surface environments. Students will review how the operating temperature affects the electrolyser efficiency, membrane durability, and electrolyte conductivity, and compare passive versus active thermal control approaches applicable to spacecraft volume and mass constraints.
Simple steady-state heat balance calculations will be performed to estimate acceptable operating power envelopes under representative mission scenarios (ISS, Lunar Gateway, Mars surface habitat). By the end of the project, students will be able to quantitively assess the feasibility of electrochemical life support components under thermal constraints and propose design guidelines for thermally robust space electrochemical systems.

Die Veranstaltung kann nur gemeinsam mit "Ökobilanzen" belegt werden.

Führung und Organisation sind der universelle Schlüssel zu wirksamer professioneller Arbeit – ganz besonders auch im technologischen Umfeld. Geprägt von Komplexität und der Notwendigkeit fundierter fachlicher Kompetenzen kommt es darauf an, wahre Intelligenz aufzubauen, um Synergien und Innovation aktiv zu gestalten.
Im Rahmen dieser erlebnisaktivierenden Lehrveranstaltung wird das Konzept der Führungsfusion vermittelt:
mentale Stärke, verbindende Führung sowie erfolgreiche Transformation und Innovation.
Führungsfusion ist ein integrativer Ansatz, der traditionelle Führungsmodelle hinterfragt und Führung als dynamischen Prozess der Verbindung von Zielen, Menschen und Strukturen versteht. Der Fokus liegt dabei nicht allein auf Verhaltenssteuerung, sondern auf der bewussten Gestaltung von Organisationen durch innere Stärke, Beziehungsqualität und transformative Handlungskompetenz.

Begrenzte Teilnehmerzahl; Anmeldung über Sekretariat Prof. Tracht
Veranstaltung richtet sich an Studierende, die am bime Projekte oder Abschlussarbeiten bearbeiten.

Pflichtveranstaltung:
Sicherheitsschulung mit Feuerlöschübung für Erstsemesterstudierende.
An der Universität Bremen dürfen Studierende der Studienfächer mit laborpraktischen Lehrinhalten erst nach Teilnahme an dieser Veranstaltung mit den Laborarbeiten beginnen.
Praktische Brandschutzübungen im Freien, daher bitte mit wetterfester Kleidung und festem Schuhwerk erscheinen!

• Definition von Eigenspannungen
• Entstehung von Eigenspannungen
• Wirkung von Eigenspannungen
• Messung von Eigenspannungen (Indirekte Verfahren, Direkte Verfahren)
• Einfluss der Bearbeitung auf die Werkstückrandzone beim Drehen und Fräsen, Schleifen, Kugel-strahlen, Festwalzen und Wasserstrahlen, Laserstrahlhärten und Funkenerosion
• Randzonenbeeinflussung an schwer zerspanbaren Werkstoffen

Lerninhalte:

• Durchführung eines studentischen Forschungsprojekts im Rahmen aktueller Forschungsaktivitäten des Fachgebiets Fertigungsverfahren und der Hauptabteilung Fertigungstechnik des Leibniz-IWT
• Arbeit in einer Gruppe von Studierenden, die von wissenschaftlich Mitarbeitenden betreut wird
• Die zugehörigen Themenstellungen werden zu jedem SoSe aktualisiert.

Begrenzte Teilnehmerzahl; Anmeldung über Sekretariat Prof. Tracht
Veranstaltung richtet sich an Studierende, die am bime Projekte oder Abschlussarbeiten bearbeiten.

Vorgestellt werden ausgewählte Forschungsarbeiten mit messtechnischem Bezug, insbesondere die Anwendung von Messsystemen in Fertigungs-, Materialcharakterisierungs- und Strömungsprozessen, bei Windenergieanlagen und in der Medizin.
Im Fokus stehen dabei Methoden und Anwendungen der optischen In-Prozess-Messtechnik, thermografischen Messtechnik, Strömungsmesstechnik, Geometriemesstechnik, Rauheitsmesstechnik und Verzahnungs- bzw. Getriebemesstechnik. Hierzu zählen beispielsweise die Modellierung und Simulation von Messsystemen, die Identifikation von Unschärferelationen und Messbarkeitsgrenzen sowie der Einsatz von optischen High-Speed-Messsystemen oder Multi-Sensor-Systemen.

Beginn jeweils s.t.

Die Veranstaltung betrachtet das Thema Nachhaltigkeit aus dem Blickwinkel der Gießereiindustrie.

• Umsetzung der Nachhaltigkeitsziele mit Fokus auf der ökologischen Nachhaltigkeit in der

• Überblick über gießtechnische Verfahren mit Relevanz für die Automobilindustrie.
• Wege zur Erzielung einer nachhaltigen Fertigung und Produktnutzung im Sinne der 9R-Strategien.
• Methoden zur Analyse der Nachhaltigkeit wie Life Cycle Assessment (LCA).
• Energieeffizienz und Reduzierung des Carbon Footprints entlang der gesamten Fertigungskette,

• Herausforderungen und Ermöglichung des Einsatzes von Sekundärmaterialien mit Fokus auf

• Einfluss der Nutzungsphase am Beispiel der Automobilindustrie.

Grundlagen akustischer, optischer und bildverarbeitender Messsysteme; Laufzeit- und chromatisch-basierte, triangulationsbasierte, interferometrische und Speckle-Messverfahren; Thermografie; Anwendungsbeispiele in der Fertigungs- und Verfahrenstechnik

Es werden die Grundlagen zur Tribologie und der Viskosität sowie deren Bedeutung erläutert. Speziell wird auf Reibung und Verschleiß in der Umformung und auf die daraus resultieren Anforderungen eingegangen. Es wird der Bogen von der eher theoretischen Tribologie zur praktischen Anwendung geschlagen

Die Veranstaltung kann nur gemeinsam mit "Ökobilanzen" belegt werden.

Führung und Organisation sind der universelle Schlüssel zu wirksamer professioneller Arbeit – ganz besonders auch im technologischen Umfeld. Geprägt von Komplexität und der Notwendigkeit fundierter fachlicher Kompetenzen kommt es darauf an, wahre Intelligenz aufzubauen, um Synergien und Innovation aktiv zu gestalten.
Im Rahmen dieser erlebnisaktivierenden Lehrveranstaltung wird das Konzept der Führungsfusion vermittelt:
mentale Stärke, verbindende Führung sowie erfolgreiche Transformation und Innovation.
Führungsfusion ist ein integrativer Ansatz, der traditionelle Führungsmodelle hinterfragt und Führung als dynamischen Prozess der Verbindung von Zielen, Menschen und Strukturen versteht. Der Fokus liegt dabei nicht allein auf Verhaltenssteuerung, sondern auf der bewussten Gestaltung von Organisationen durch innere Stärke, Beziehungsqualität und transformative Handlungskompetenz.

Begrenzte Teilnehmerzahl; Anmeldung über Sekretariat Prof. Tracht
Veranstaltung richtet sich an Studierende, die am bime Projekte oder Abschlussarbeiten bearbeiten.

Pflichtveranstaltung:
Sicherheitsschulung mit Feuerlöschübung für Erstsemesterstudierende.
An der Universität Bremen dürfen Studierende der Studienfächer mit laborpraktischen Lehrinhalten erst nach Teilnahme an dieser Veranstaltung mit den Laborarbeiten beginnen.
Praktische Brandschutzübungen im Freien, daher bitte mit wetterfester Kleidung und festem Schuhwerk erscheinen!

Führung und Organisation sind der universelle Schlüssel zu wirksamer professioneller Arbeit – ganz besonders auch im technologischen Umfeld. Geprägt von Komplexität und der Notwendigkeit fundierter fachlicher Kompetenzen kommt es darauf an, wahre Intelligenz aufzubauen, um Synergien und Innovation aktiv zu gestalten.
Im Rahmen dieser erlebnisaktivierenden Lehrveranstaltung wird das Konzept der Führungsfusion vermittelt:
mentale Stärke, verbindende Führung sowie erfolgreiche Transformation und Innovation.
Führungsfusion ist ein integrativer Ansatz, der traditionelle Führungsmodelle hinterfragt und Führung als dynamischen Prozess der Verbindung von Zielen, Menschen und Strukturen versteht. Der Fokus liegt dabei nicht allein auf Verhaltenssteuerung, sondern auf der bewussten Gestaltung von Organisationen durch innere Stärke, Beziehungsqualität und transformative Handlungskompetenz.

Begrenzte Teilnehmerzahl; Anmeldung über Sekretariat Prof. Tracht
Veranstaltung richtet sich an Studierende, die am bime Projekte oder Abschlussarbeiten bearbeiten.

Kenntnisse über die Herstellung keramischer Bauteile. Themen sind die Entwicklung keramischer Bauteile, Pulververarbeitung und -behandlung, Formgebung von Grünlingen, Sintern, mikrostrukturelle Entwicklung während der Verarbeitung keramischer Werkstoffe, Endbearbeitung wie Schleifen oder Beschichten.
Inhalt:
1. Einführung;
2. Keramische Pulver;
3. Aufbereitung keramischer Massen;
4. Formgebung 1 – Presstechniken;
5. Formgebung 2 – Schlickergusstechniken;
6. Formgebung 3 – Plastische Formungsverfahren;
7. Poröse Keramik;
8. Sintern und Mikrostrukturcharakterisierung;
9. Sintern – Fortgeschrittene Techniken;
10. Beispiele von Hochleistungskeramik;
11. Zusammenfassung.

Es wird ein Überblick über die verschiedenen Technologien zur Realisierung von Transportprozessen (inner- und außerbetrieblich), Umschlagsprozessen (Be- und Entladen, Ein- und Auslagern), Lagerprozessen, Sortier- und Kommissionierprozessen vermittelt sowie aktuelle Trends und Innovationen in der technischen Logistik erarbeitet.
Die Teilnehmenden sollen Kenntnisse zu inner- und überbetrieblichen Logistiksystemen sowie zu den zugehörigen Technologien und Prozessen erhalten. Außerdem sollen die Teilnehmenden Kompetenzen zur Recherche und zur prägnanten, wissenschaftlichen Aufbereitung sowie Präsentation von technischen Fachthemen erwerben.

Kenntnisse und Verständnis von Kristallstrukturen, Bindungsarten, Defekten und deren Zusammenhang mit der Funktionalität technischer Werkstoffe. Es wird ein Überblick über fortschrittliche Kohlenstoff-, Oxid-, Nichtoxid-, Glas- und Glaskeramikwerkstoffe gegeben und die Beziehungen zwischen Mikrostruktur und Eigenschaften werden diskutiert.

Die Lehrveranstaltung vermittelt die grundlegenden Fertigungsverfahren nach DIN 8580. Behandelt werden die Fertigungsverfahren Urformen, Umformen, Trennen, Fügen sowie Prozessmodelle und Prozessüberwachung. Dabei werden physikalische Wirkprinzipien und technologische Grenzen detailliert analysiert. Ein Fokus liegt auf der optimalen Prozessauswahl mittels wirtschaftlicher Kostenrechnung. Zudem werden Strategien zur Ressourceneffizienz und nachhaltigen Produktion betrachtet.
Nach Abschluss der Lehrveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, den Begriff der Fertigungstechnik in die Produktionstechnik einzuordnen und Fertigungsprozesse technisch sowie wirtschaftlich zu bewerten. Sie können die Zerspanung mit geometrisch bestimmter und unbestimmter Schneide anhand ihrer Merkmale und Einsatzbereichen unterscheiden und beschreiben. Zudem sind sie befähigt, geeignete Kühlschmierstrategien zur Förderung nachhaltiger Fertigungsprozesse auszuwählen und gezielt einzusetzen.

Für industrielle Fertigung sind Werkzeugmaschinen eine essentielle Voraussetzung. Ausgehend von der allgemeinen Definition werden Funktionsbaugruppen definiert und grundlegend vorgestellt. Die begleitenden Übungen bestehen aus Rechenübungen zur Auslegung von ausgewählten Komponenten, praktischen Messungen an Werkzeugmaschinen, numerischen Auswertungen der erhobenen Daten und der Erstellung von Simulationen.

Die Veranstaltung kann nur gemeinsam mit "Ökobilanzen" belegt werden.

Führung und Organisation sind der universelle Schlüssel zu wirksamer professioneller Arbeit – ganz besonders auch im technologischen Umfeld. Geprägt von Komplexität und der Notwendigkeit fundierter fachlicher Kompetenzen kommt es darauf an, wahre Intelligenz aufzubauen, um Synergien und Innovation aktiv zu gestalten.
Im Rahmen dieser erlebnisaktivierenden Lehrveranstaltung wird das Konzept der Führungsfusion vermittelt:
mentale Stärke, verbindende Führung sowie erfolgreiche Transformation und Innovation.
Führungsfusion ist ein integrativer Ansatz, der traditionelle Führungsmodelle hinterfragt und Führung als dynamischen Prozess der Verbindung von Zielen, Menschen und Strukturen versteht. Der Fokus liegt dabei nicht allein auf Verhaltenssteuerung, sondern auf der bewussten Gestaltung von Organisationen durch innere Stärke, Beziehungsqualität und transformative Handlungskompetenz.

Begrenzte Teilnehmerzahl; Anmeldung über Sekretariat Prof. Tracht
Veranstaltung richtet sich an Studierende, die am bime Projekte oder Abschlussarbeiten bearbeiten.

Pflichtveranstaltung:
Sicherheitsschulung mit Feuerlöschübung für Erstsemesterstudierende.
An der Universität Bremen dürfen Studierende der Studienfächer mit laborpraktischen Lehrinhalten erst nach Teilnahme an dieser Veranstaltung mit den Laborarbeiten beginnen.
Praktische Brandschutzübungen im Freien, daher bitte mit wetterfester Kleidung und festem Schuhwerk erscheinen!

Die hochgradige Komplexität turbulenter Strükturen und deren Einfluss auf die Strömung kann selbst durch numerische Simulation nur eingeschränkt beschrieben werden. Vor dem Hintergrund numerischer Kosten müssten Turbulenzeffekte häufig modelliert werden, um technische Strömungen mit vertretbarem Aufwand vorherzusagen.

Die Inhalte der Veranstaltung gliedern sich wie folgt:

• Statistische Strömungsmechanik
• Mischungswegmodell
• Wirbelviskositätsmodelle
• Diskretisierung gekoppelter Transportgleichungen
• Iterative Lösungsverfahren
• Analyse von Residuen, Abbruch- und Diskretisierungsfehlern
• Mehrgitterverfahren
• Homogene Turbulenz
• Wandgrenzschichtmodellierung
• Low-Re-Modelle
• Large-Eddy-Simulation
• Anisotrope Turbulenzmodellierung
• Reynolds-Spannungsmodellierung
• Simulation instationärer Strömungen
• Iterative Lösungsverfahren linearer Gleichungssysteme
• Ein- und mehrstufige Druckkorrekturverfahren

Zu erlangende Kompetenzen:

• Die / Der Lernende kann die vorgestellten Turbulenzmodelle zusammenfassen und deren Beschreibung aufgrund der getroffenen Annahmen rekonstruieren.
• Die / Der Lernende kann verschiede Diskretisierungsmodelle benennen, mit denen die Transportgleichungen konvektiver und diffusiver Strömungen beschrieben werden. Ebenso kann er numerische Ansätze für die Lösung solcher Gleichungen reproduzieren.
• Die / Der Lernende kann numerische Ergebnisse interpretieren, erkennt mögliche Fehlerquellen und kann deren Auswirkungen auf die Qualität der Ergebnisse abschätzen
• Die / Der Lernende versteht die Bedeutung von isotroper und anisotroper Turbulenz sowie der Bedeutung für das Diffusionsverhalten einer turbulenten Strömung. Außerdem kann die/der Lernende so die Form der Ansisotropie anhand von Kenngrößen interpretieren.
• Die / Der Studierende kann für technische Fragestellungen wie der turbulenten Umströmung eines Flugzeugs mittels numerischer Berechnungsergebnisse auf der Basis der vorgestellten Modelle Widerstandskräfte sowie die Auswirkungen auf das spezifische Strömungsverhalten vorhersagen.
• Die / Der Studierende kann die erlernten Methoden anwenden und mittels programmiertechnischer Ansätze Lösungen für strömungsmechanische Fragestellungen präsentieren.

Die Struktur oder Zelle von Verkehrsflugzeugen wird im Gesamtzusammenhang des Systems Flugzeug betrachtet. Der Fokus liegt auf der ganzheitlichen Entwicklung von Flugzeugen in Hinblick auf Verbesserung der Nachhaltigkeit und Effizienz zukünftiger Verkehrsflugzeuge. Hier wird Historie und Gegenwart betrachtet, neue Konzepte und Grundlagen für zukünftiger Flugzeuge werden dargestellt.
Schwerpunkt ist der Weg zum energieeffizienten Flugzeug. (siehe auch DGLR Veröffentlichung "Energy Efficient Aircraft Technology" von November 2025)
Eine Übersicht über die Vorlesung ist unter Dateien abgelegt

Im Modul CAE-basierte Entwicklung von Bauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden werden die Grundlagen zur mechanischen Auslegung von faserverstärkten Kunststoffen mittels der Finite Elemente Methode (FEM) erarbeitet und praktisch erworben.
Faserverbundwerkstoffe sind hybride Werkstoffe, die aus Fasern (z.B. Kohlenstofffaser) in einer umgebenden Matrix (z.B. Kunststoff) eingebettet sind. Die Kombination der beiden Ausgangsmaterialien führt zu einem Werkstoff mit sehr guten gewichtsspezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten. Um komplexe Bauteile auf auslegen zu können wird die Finite Elemente Methode verwendet. Speziell wird daher die Modellierung und Optimierung von Schalenbauteilen in der kommerziellen & luftfahrtzugelassenen FEM-Software Simulia Abaqus betrachtet. Es liegt somit ein hoher Praxisanteil vor.

Entwicklung einer Machbarkeitsstudie zum Einsatz von
Thermalkameras zur Erkennung vom Strömungsabriss am
Tragflügel eines Ultraleichtflugzeuges

Die Veranstaltung kann nur gemeinsam mit "Ökobilanzen" belegt werden.

Führung und Organisation sind der universelle Schlüssel zu wirksamer professioneller Arbeit – ganz besonders auch im technologischen Umfeld. Geprägt von Komplexität und der Notwendigkeit fundierter fachlicher Kompetenzen kommt es darauf an, wahre Intelligenz aufzubauen, um Synergien und Innovation aktiv zu gestalten.
Im Rahmen dieser erlebnisaktivierenden Lehrveranstaltung wird das Konzept der Führungsfusion vermittelt:
mentale Stärke, verbindende Führung sowie erfolgreiche Transformation und Innovation.
Führungsfusion ist ein integrativer Ansatz, der traditionelle Führungsmodelle hinterfragt und Führung als dynamischen Prozess der Verbindung von Zielen, Menschen und Strukturen versteht. Der Fokus liegt dabei nicht allein auf Verhaltenssteuerung, sondern auf der bewussten Gestaltung von Organisationen durch innere Stärke, Beziehungsqualität und transformative Handlungskompetenz.

Begrenzte Teilnehmerzahl; Anmeldung über Sekretariat Prof. Tracht
Veranstaltung richtet sich an Studierende, die am bime Projekte oder Abschlussarbeiten bearbeiten.

Pflichtveranstaltung:
Sicherheitsschulung mit Feuerlöschübung für Erstsemesterstudierende.
An der Universität Bremen dürfen Studierende der Studienfächer mit laborpraktischen Lehrinhalten erst nach Teilnahme an dieser Veranstaltung mit den Laborarbeiten beginnen.
Praktische Brandschutzübungen im Freien, daher bitte mit wetterfester Kleidung und festem Schuhwerk erscheinen!

gleiche wie bei Prozessoptimierung 04-26-KF-008

Die drei wesentlichen Themen der Veranstaltung befassen sich mit biologischen, elektrochemischen und chemischen Verfahren zur regenerativen Erzeugung von Gas und Kraftstoff.

Ein Schwerpunkt ist die elektrochemische Erzeugung von Wasserstoff. Hierzu werden an einem Termin die theoretischen Grundlagen zu fogenden Themen vorgestellt: Redox-Reaktionen, EMK, Faraday, Nernst, Kennlinie BSZ, Elektrolyse. An den drei Folgeterminen werden im Labor genau diese Themen anhand experimenteller Versuche weiter vertieft.

Die Elektrochemie steht im Mittelpunkt der modernen Energiewende in Deutschland und weltweit. Zu den elektrochemischen Systemen zählen unter anderem Batterien, Superkondensatoren, grüner Wasserstoff, Brennstoffzellen, grüne Stahlproduktion und grüne Metallgewinnung.
Die Vorlesung umfasst folgende Inhalte: Thermodynamik elektrochemischer Systeme; Thermodynamik der Grenzfläche und Adsorptionsphänomene; Thermodynamik von Nichtgleichgewicht und Überspannung; Stofftransport geladener Teilchen; Ladungstransfer an der Grenzfläche; Modellierung elementarer elektrochemischer Systeme; Simulation elektrochemischer Messungen an Modellsystemen.
Die Studierenden lernen die Grundlagen der Elektrochemie und die Modellierung elektrochemischer Systeme in Seminaren und praktischen Übungen mit COMSOL.

Die Veranstaltung kann nur gemeinsam mit "Ökobilanzen" belegt werden.

In der modernen Ingenieurwelt ist die Fähigkeit, Daten zu verarbeiten, komplexe Gleichungen zu lösen und Ergebnisse zu visualisieren, eine unverzichtbare Kompetenz. Dieser Kurs bietet Ihnen einen umfassenden anwendungsorientierten Werkzeugkasten, der Sie von den absoluten Grundlagen der MATLAB-Syntax bis hin zur souveränen Lösung realer technischer Probleme führt. Sie erlangen ein tiefes Verständnis für den Aufbau eines vollständigen numerischen Workflows: vom robusten Datenimport über numerische Kernmethoden wie die ODE/PDE-Integration bis hin zur fortgeschrittenen Signalanalyse und Bildverarbeitung. Durch den Fokus auf die praktische Umsetzung werden Sie optimal auf zukünftige Herausforderungen in der Modellierung, Simulation und Prozesssteuerung vorbereitet.

World energy outlook
Hydrogen and fuel cells: introduction and historical perspective
Type of fuel cells and their applications

Thermodynamics and electrochemistry of fuel cells. Reversible behaviour Efficiencies
Main components and material properties
Polarization curve. Real behaviour. Fuel cell modelling
Fuel cell design and optimization
Techniques for fuel cell characterization

The lecture will provide students with the knowledge and tools to:

Fuel cell systems
Fuel and oxidant subsystems
Thermal management subsystem
Water management subsystem

Die Veranstaltung führt in die Systemzusammenhänge der Energiewende ein (Wetter, Klima, Klimawandel, Risiken, Zusammenhang von Wirtschaftsleistung und Energieverbrauch) und behandelt anschließend die materialwissenschaftlichen Hebel entlang der Energiewertschöpfung: erneuerbare Stromerzeugung mit Photovoltaik und Solarthermie, Windenergie mit Fokus auf Werkstoffe, Oberflächen und Schutzsysteme, weitere erneuerbare Energien (Geothermie, Wasserkraft, Biogas), die Wasserstoffwirtschaft (Elektrolyse, Speicherung/Transport, Power to X) sowie elektrochemische und thermische Energiespeicher. Für den Wärmesektor werden Dämm- und Isolationsstoffe sowie Wärmepumpen hinsichtlich Funktion, Effizienz, Alterung und Kreislaufführung analysiert. Den Abschluss bilden „Nachhaltige Werkstoffnutzung“ mit zirkulären Strategien (Lebensdauer, Reparatur, Wiederverwendung, Recycling, einfache LCA-Überlegungen) sowie eine Wiederholungs- und Prüfungsvorbereitungssitzung.
Nach Abschluss des Moduls können die Studierenden die genannten Felder der Energiewende materialwissenschaftlich einordnen, relevante Werkstoffklassen, Belastungs- und Umweltbedingungen sowie Degradations- und Versagensmechanismen insbesondere in Photovoltaik, Solarthermie, Windenergie und der Wasserstoffwirtschaft (inklusive Power to X) beschreiben, geeignete Materialien für Speicher-, Dämm-, Isolations- und Wärmepumpenanwendungen auswählen und begründet bewerten, zugehörige Prozessketten und einfache Prüf- bzw. Qualitätssicherungsansätze skizzieren sowie Grundideen zirkulärer Nutzung und erste LCA-Gedanken in lebenszyklusorientierte Entscheidungen einbeziehen.

Die Photoelektrochemie befasst sich mit der Umwandlung von Sonnenenergie in Chemikalien und Elektrizität. Mithilfe eines Absorbers werden Photonen in Elektronen umgewandelt und zur Herstellung neuer Chemikalien genutzt.
Die Vorlesung umfasst folgende Inhalte: Phänomenologie der Sonnenenergieumwandlung in elektrochemischen Systemen; Grundlagen der Festkörperphysik; Grundlagen der Halbleiter; Elektronentransport in Halbleitern; Reaktion an der Grenzfläche; Absorptionsphänomene; Photostrom; Photoelektrochemische Systeme.
Die Studierenden lernen in Seminaren die Grundlagen der Photoelektrochemie und ihre Anwendung bei der Charakterisierung von Materialien sowie in Geräten zur Umwandlung von Sonnenenergie in chemische Stoffe und Elektrizität.

Grundlagen akustischer, optischer und bildverarbeitender Messsysteme; Laufzeit- und chromatisch-basierte, triangulationsbasierte, interferometrische und Speckle-Messverfahren; Thermografie; Anwendungsbeispiele in der Fertigungs- und Verfahrenstechnik

The Haber-Bosch process is an indispensable part of the modern chemical industry, enabling large scale ammonia production particularly for fertilizers. Its potential implementation on Mars is of significant interest for supporting long-term human exploration through in-situ resource utilization (ISRU). This literature based project investigates the feasibility of deploying Haber-Bosch ammonia synthesis under Martian environmental conditions, with a particular focus on comparing key process parameters between Earth and Mars.

Students will systematically analyze differences in nitrogen availability, hydrogen sourcing, operating pressure, temperature requirements, and overall energy demand. The Martian atmosphere, composed predominantly of CO₂ and only about 2 % nitrogen, presents significant challenges for nitrogen extraction and compression. In contrast to Earth, where hydrogen is primarily derived from fossil fuels, Martian hydrogen production relies on energy-intensive water electrolysis from sub surface ice deposits or hydrated minerals. With the core reaction conditions of the Haber-Bosch process remaining unchanged, the additional energy requirements associated with gas capture, purification, and high-pressure compression are expected to substantially increase the total system energy demand on Mars. The project will further evaluate potential energy sources, including solar power, and assess their suitability for sustaining ammonia production.

Crewed spacecraft and surface habitats continuously produce CO₂ as a metabolic byproduct, which must either be scrubbed and vented or actively converted into useful products. Electrochemical CO₂ reduction reaction (CO₂RR) offers a dual benefit: removing a cabin atmosphere contaminant while producing valuable chemicals such as carbon monoxide, methane, formate, or methanol that can serve as fuel precursors or feedstocks for further synthesis. This literature project examines the electrochemical reduction of CO₂ as a component of a closed-loop life support and ISRU strategy, with particular attention to how microgravity and the CO₂-rich Martian atmosphere alter the design requirements relative to terrestrial systems.
Students will survey catalyst materials and selectivity for relevant CO₂RR products, review existing space-heritage carbon dioxide removal systems such as the Sabatier reactor on the ISS, and assess how an electrochemical approach compares in terms of mass, power consumption, and product flexibility. Simple Faradaic efficiency and power budget calculations will be performed to estimate the CO₂ conversion rate achievable within the electrical power envelope of a Mars surface habitat. The project will equip students to critically evaluate CO₂RR as a candidate technology for integration into future closed-loop planetary life support architectures.

Die elektrochemische Wasserspaltung (2 H2O → 2 H2 + O2) ist sowohl für die terrestrische Wasserstoffproduktion – als Grundlage zukünftiger Energiespeichertechnologien – als auch für die extraterrestrische Sauerstoffproduktion für Lebenserhaltungssysteme in Weltraummissionen, z. B. das Oxygen Generator Assembly auf der ISS, von entscheidender Bedeutung. Extraterrestrische Faktoren wie Mikrogravitation, Strahlungsexposition und extreme Temperaturschwankungen beeinflussen die Leistung von Elektrolyseuren im Vergleich zu erdgebundenen Systemen. In Schwerelosigkeit wird die Phasentrennung zwischen Elektroden, flüssigem Elektrolyten und gasförmigen Produkten erschwert, da keine Auftriebskräfte auftreten. In diesem Literaturprojekt werden die Unterschiede in Elektrolyseur-Designs für terrestrische und Weltraumanwendungen untersucht, mit Schwerpunkt auf Effizienz, Langlebigkeit und Leistungsfähigkeit. Ziel des Projekts ist wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung zukünftiger Elektrolyseur-Technologien für den Einsatz unter Schwerelosigkeit mittels der Analyse von bereits etablierten Elektrolyseur-Designs, Materialauswahlstrategien und bekannten Prozessherausforderungen zu gewinnen.

The C.R.O.P (Combined Regenerative Organic Food Production) technology was based on sustainable practices that integrate circular resource use into space systems. This system relied on natural biological processes, where micro-organisms convert components of urine into plant fertilizers. These fertilizers are then used to grow crops in controlled environments, contributing to food production while simultaneously managing waste. This integration of waste recycling and agriculture aimed to reduce the need for continuous resupply from Earth, which is one of the major challenges in space exploration. Developed and demonstrated in experiments such as the Eu: CROPIS mission by the German Aerospace Centre (DLR), this approach focused on converting human waste into a usable fertilizer for plant cultivation. Rather than treating waste as a disposal problem, C.R.O.P utilized it as a valuable resource, aligning with the principles of closed-loop life support systems that are essential for long-duration extra-terrestrial missions to the Mars.

In this project, students will analyse how systems like C.R.O.P function, compare them with other existing space fertilizer development strategies, and assess their advantages and limitations in space environments. They will also be encouraged to think creatively by proposing simple conceptual designs for closed-loop fertilizer systems tailored to Martian habitats. By the end of the project, students will have developed the ability to critically engage with interdisciplinary research and appreciate the role of sustainable technologies in shaping the future of space exploration.

In-situ resource utilization (ISRU) on the Moon and Mars relies on the ability to generate and store chemical energy from locally available resources, most notably water ice and solar irradiance. Photoelectrochemical (PEC) and photovoltaic-coupled electrolysis (PV-E) systems have been proposed as compact, scalable routes to producing hydrogen and oxygen from surface water without continuous resupply from Earth. This literature project compares PEC and PV-E architectures for solar hydrogen production under extraterrestrial conditions, examining how reduced solar flux, dust accumulation, and day-night cycles constrain system design on the lunar surface versus Mars.
Students will survey efficiency benchmarks reported for state-of-the-art PEC devices under terrestrial and simulated space conditions and assess how radiation degradation of semiconductor photoelectrodes impacts long-term performance. Back-of-envelope calculations will quantify the required solar collector area, electrolyser power rating, and hydrogen storage volume to sustain oxygen production for a four-person surface habitat over a 500-day mission at both locations. The project provides students with an integrated perspective on the interdependencies between solar energy conversion, electrochemistry, and ISRU mission architecture.

Dieses Projekt basiert auf einer Literaturstudie und theoretischen Überlegungen. Der Fokus liegt auf der Untersuchung der Auswirkung von Schwerelosigkeit auf die Synthese von Nanopartikeln, genau genommen, auf die unterschiedlichen Synthesetechniken (Kristallisierung von einem flüssigen Ausgangsstoff oder einem Ausgangsstoff in der Dampfphase, Elektrodeposition, Sol-Gel-Verfahren, Dampfphasenepitaxie usw.) und wie Prozesse und Materialeigenschaften sich im Vergleich zu Synthesen unter terrestrischen Bedingungen ändern. Die Kategorie „Nanopartikel“ schließt hierbei Materialien mit einer nano- und mikroskopischen Struktur ein wie katalytisch-aktive Nanopartikel. Die Anwendung von solchen Nanopartikeln reicht von der Katalyse zur Theranostik und zum Umweltschutz und sind relevant für weltraum- und erdbasierte Anwendungen.

Electrochemical systems such as water electrolysers and fuel cells are critical components of closed-loop life support systems for long-duration space missions. On Earth, convective heat dissipation passively assists thermal regulation. In microgravity, the absence of natural convection fundamentally alters heat and mass transfer at electrochemical interfaces. This literature project investigates thermal management strategies for electrochemical energy systems operating under space-relevant conditions, including microgravity, Lunar, and Martian surface environments. Students will review how the operating temperature affects the electrolyser efficiency, membrane durability, and electrolyte conductivity, and compare passive versus active thermal control approaches applicable to spacecraft volume and mass constraints.
Simple steady-state heat balance calculations will be performed to estimate acceptable operating power envelopes under representative mission scenarios (ISS, Lunar Gateway, Mars surface habitat). By the end of the project, students will be able to quantitively assess the feasibility of electrochemical life support components under thermal constraints and propose design guidelines for thermally robust space electrochemical systems.

Die Veranstaltung kann nur gemeinsam mit "Ökobilanzen" belegt werden.

Führung und Organisation sind der universelle Schlüssel zu wirksamer professioneller Arbeit – ganz besonders auch im technologischen Umfeld. Geprägt von Komplexität und der Notwendigkeit fundierter fachlicher Kompetenzen kommt es darauf an, wahre Intelligenz aufzubauen, um Synergien und Innovation aktiv zu gestalten.
Im Rahmen dieser erlebnisaktivierenden Lehrveranstaltung wird das Konzept der Führungsfusion vermittelt:
mentale Stärke, verbindende Führung sowie erfolgreiche Transformation und Innovation.
Führungsfusion ist ein integrativer Ansatz, der traditionelle Führungsmodelle hinterfragt und Führung als dynamischen Prozess der Verbindung von Zielen, Menschen und Strukturen versteht. Der Fokus liegt dabei nicht allein auf Verhaltenssteuerung, sondern auf der bewussten Gestaltung von Organisationen durch innere Stärke, Beziehungsqualität und transformative Handlungskompetenz.

Begrenzte Teilnehmerzahl; Anmeldung über Sekretariat Prof. Tracht
Veranstaltung richtet sich an Studierende, die am bime Projekte oder Abschlussarbeiten bearbeiten.

Pflichtveranstaltung:
Sicherheitsschulung mit Feuerlöschübung für Erstsemesterstudierende.
An der Universität Bremen dürfen Studierende der Studienfächer mit laborpraktischen Lehrinhalten erst nach Teilnahme an dieser Veranstaltung mit den Laborarbeiten beginnen.
Praktische Brandschutzübungen im Freien, daher bitte mit wetterfester Kleidung und festem Schuhwerk erscheinen!

Die hochgradige Komplexität turbulenter Strükturen und deren Einfluss auf die Strömung kann selbst durch numerische Simulation nur eingeschränkt beschrieben werden. Vor dem Hintergrund numerischer Kosten müssten Turbulenzeffekte häufig modelliert werden, um technische Strömungen mit vertretbarem Aufwand vorherzusagen.

Die Inhalte der Veranstaltung gliedern sich wie folgt:

• Statistische Strömungsmechanik
• Mischungswegmodell
• Wirbelviskositätsmodelle
• Diskretisierung gekoppelter Transportgleichungen
• Iterative Lösungsverfahren
• Analyse von Residuen, Abbruch- und Diskretisierungsfehlern
• Mehrgitterverfahren
• Homogene Turbulenz
• Wandgrenzschichtmodellierung
• Low-Re-Modelle
• Large-Eddy-Simulation
• Anisotrope Turbulenzmodellierung
• Reynolds-Spannungsmodellierung
• Simulation instationärer Strömungen
• Iterative Lösungsverfahren linearer Gleichungssysteme
• Ein- und mehrstufige Druckkorrekturverfahren

Zu erlangende Kompetenzen:

• Die / Der Lernende kann die vorgestellten Turbulenzmodelle zusammenfassen und deren Beschreibung aufgrund der getroffenen Annahmen rekonstruieren.
• Die / Der Lernende kann verschiede Diskretisierungsmodelle benennen, mit denen die Transportgleichungen konvektiver und diffusiver Strömungen beschrieben werden. Ebenso kann er numerische Ansätze für die Lösung solcher Gleichungen reproduzieren.
• Die / Der Lernende kann numerische Ergebnisse interpretieren, erkennt mögliche Fehlerquellen und kann deren Auswirkungen auf die Qualität der Ergebnisse abschätzen
• Die / Der Lernende versteht die Bedeutung von isotroper und anisotroper Turbulenz sowie der Bedeutung für das Diffusionsverhalten einer turbulenten Strömung. Außerdem kann die/der Lernende so die Form der Ansisotropie anhand von Kenngrößen interpretieren.
• Die / Der Studierende kann für technische Fragestellungen wie der turbulenten Umströmung eines Flugzeugs mittels numerischer Berechnungsergebnisse auf der Basis der vorgestellten Modelle Widerstandskräfte sowie die Auswirkungen auf das spezifische Strömungsverhalten vorhersagen.
• Die / Der Studierende kann die erlernten Methoden anwenden und mittels programmiertechnischer Ansätze Lösungen für strömungsmechanische Fragestellungen präsentieren.

World energy outlook
Hydrogen and fuel cells: introduction and historical perspective
Type of fuel cells and their applications

Thermodynamics and electrochemistry of fuel cells. Reversible behaviour Efficiencies
Main components and material properties
Polarization curve. Real behaviour. Fuel cell modelling
Fuel cell design and optimization
Techniques for fuel cell characterization

The lecture will provide students with the knowledge and tools to:

Fuel cell systems
Fuel and oxidant subsystems
Thermal management subsystem
Water management subsystem

Vorgestellt werden ausgewählte Forschungsarbeiten mit messtechnischem Bezug, insbesondere die Anwendung von Messsystemen in Fertigungs-, Materialcharakterisierungs- und Strömungsprozessen, bei Windenergieanlagen und in der Medizin.
Im Fokus stehen dabei Methoden und Anwendungen der optischen In-Prozess-Messtechnik, thermografischen Messtechnik, Strömungsmesstechnik, Geometriemesstechnik, Rauheitsmesstechnik und Verzahnungs- bzw. Getriebemesstechnik. Hierzu zählen beispielsweise die Modellierung und Simulation von Messsystemen, die Identifikation von Unschärferelationen und Messbarkeitsgrenzen sowie der Einsatz von optischen High-Speed-Messsystemen oder Multi-Sensor-Systemen.

Beginn jeweils s.t.

Grundlagen akustischer, optischer und bildverarbeitender Messsysteme; Laufzeit- und chromatisch-basierte, triangulationsbasierte, interferometrische und Speckle-Messverfahren; Thermografie; Anwendungsbeispiele in der Fertigungs- und Verfahrenstechnik

Die Veranstaltung kann nur gemeinsam mit "Ökobilanzen" belegt werden.

Führung und Organisation sind der universelle Schlüssel zu wirksamer professioneller Arbeit – ganz besonders auch im technologischen Umfeld. Geprägt von Komplexität und der Notwendigkeit fundierter fachlicher Kompetenzen kommt es darauf an, wahre Intelligenz aufzubauen, um Synergien und Innovation aktiv zu gestalten.
Im Rahmen dieser erlebnisaktivierenden Lehrveranstaltung wird das Konzept der Führungsfusion vermittelt:
mentale Stärke, verbindende Führung sowie erfolgreiche Transformation und Innovation.
Führungsfusion ist ein integrativer Ansatz, der traditionelle Führungsmodelle hinterfragt und Führung als dynamischen Prozess der Verbindung von Zielen, Menschen und Strukturen versteht. Der Fokus liegt dabei nicht allein auf Verhaltenssteuerung, sondern auf der bewussten Gestaltung von Organisationen durch innere Stärke, Beziehungsqualität und transformative Handlungskompetenz.

Begrenzte Teilnehmerzahl; Anmeldung über Sekretariat Prof. Tracht
Veranstaltung richtet sich an Studierende, die am bime Projekte oder Abschlussarbeiten bearbeiten.