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 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.

Erforschen und Entwickeln von Laserstrahlprozessen mit besonderer Berücksichtigung der Ressourcenschonung sowohl Einzelprozessen, Prozessketten und in der Produktnutzungsphase; Ressourcenschonung und Ressourcenknappheit in der Lasermaterialbearbeitung

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.

Erforschen und Entwickeln von Laserstrahlprozessen mit besonderer Berücksichtigung der Ressourcenschonung sowohl Einzelprozessen, Prozessketten und in der Produktnutzungsphase; Ressourcenschonung und Ressourcenknappheit in der Lasermaterialbearbeitung

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 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.

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 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

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