Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich berichten über ihre aktuelle Forschung. Via Internet können alle Interessierten daran teilnehmen.

Spitzenforschung vom heimischen Sofa aus erleben: Diese Möglichkeit bietet das Forschungszentrum Jülich an. Jeden Donnerstag stellen Forschende um 15 Uhr ihre Arbeit in einer Videokonferenz vor. Rückfragen der Teilnehmenden und ein lebendiger Austausch sind ausdrücklich erwünscht.

Donnerstag, 3. März, 15 Uhr
Wissenschaft online: „Wie wir den Energiematerialien Beine machen“
Prof. Dr. rer. nat. Michael Eikerling,
Institut für Energie- und Klimaforschung IEK-13, Theorie und computergestützte Modellierung von Materialien in der Energietechnik

Der Fokus des IEK-13 liegt auf der Theorie, Modellierung und Simulation komplexer Materialien, die für den Einsatz in zukünftigen Energietechnologien benötigt werden. Prof. Dr. rer. nat. Michael Eikerling, Leiter des Instituts, zeigt, wie diese Energiematerialien hinsichtlich ihrer Funktion und Lebensdauer in Brennstoffzellen, Batterien, Wasserelektrolysezellen und CO2-Reduktionszellen ausgesucht und optimiert werden.

Die Beiträge des Instituts zielen darauf ab, das grundlegende Verständnis elektrochemischer Phänomene zu verbessern, die Entwicklung von maßgeschneiderten Materiallösungen und diagnostischen Ansätzen zu unterstützen und modellbasierte Werkzeuge für die Bewertung und Optimierung von Energiewandlern und -speichern zu entwickeln.

Das Forschungsprogramm des IEK-13 umfasst eine Reihe von Themen mit Schwerpunkten in der Elektrokatalyse, der Theorie von Grenzflächen, der Entschlüsselung gekoppelter Transport- und Reaktionsphänomene in porösen Elektroden sowie der Modellierung von Materialabbau, -alterung und -versagen.
Hierzu setzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Methoden der theoretischen Physik, der computergestützten Simulation und der Kontinuumsmodellierung ein und verknüpfen diese mit Methoden der Künstlichen Intelligenz, um die Entschlüsselung komplexer Zusammenhänge entscheidend zu beschleunigen.

Donnerstag, 10. März, 15 Uhr
Wissenschaft online: „Was mich meine Mutter über thermische Dynamik gelehrt hat – und wie sie die Energiewende unterstützt“
Florian Baader
Institut für Energie- und Klimaforschung IEK-10 Energiesystemtechnik

Die Integration von immer mehr Strom aus erneuerbaren Energien in das Stromnetz führt dazu, dass wir zu manchen Zeiten zu viel Strom haben, während wir zu anderen Zeiten zu wenig Strom haben. Flexibilität ist daher erforderlich, um den Bedarf zeitlich anzupassen.

Flexible Prozesse z.B. in Gebäudeenergiesystemen und bei industriellen Prozessen können dies bieten, haben aber manchmal eine langsame Dynamik. Jeder, der schon einmal darauf gewartet hat, dass ein Raum mit Fußbodenheizung oder sogar ein Nachtspeicherofen warm wird, kennt das.

Florian Baader erläutert dies in seinem Vortrag. Er zeigt, dass der optimale Betrieb von flexiblen Prozessen und Energieversorgungssystemen zu mathematischen Optimierungsproblemen führt, die in Echtzeit nur schwer zu lösen sind.

Baader wird daher zwei Ansätze diskutieren, die er während seiner Promotion am Forschungszentrum Jülich entwickelt hat, um das mathematische Optimierungsproblem zu vereinfachen, um es in angemessener Zeit zu lösen und um trotzdem eine gute Lösung zu erhalten.

Donnerstag, 17. März, 15 Uhr
Wissenschaft online: „Chancen und Herausforderungen der quantitativen Magnetresonanztomographie“
Dr.-Ing. Markus Zimmermann
Institut für Neurowissenschaften und Medizin INM-4, Physik der medizinischen Bildgebung

Die quantitative Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine neue Variante der MRT, die es ermöglicht, Krankheiten früher und genauer diagnostizieren zu können. Dazu bestimmt sie verschiedene Parameter des Gewebes, zum Beispiel den Wassergehalt oder die magnetischen Eigenschaften. Allerdings ist diese vielversprechende Technik bislang zu zeitaufwendig, um sie im klinischen Alltag zu verwenden. Das INM-4 entwickelt neue Methoden, die moderne Hochleistungsrechner einsetzen, um die Messzeit der quantitativen MRT signifikant zu verkürzen. Dr.-Ing. Markus Zimmermann gibt einen Einblick in den aktuellen Forschungsstand.

Donnerstag, 24. März, 15 Uhr
Wissenschaft online: „Das Hochwasser 2021 in Rheinland-Pfalz und Nordrhein-Westfalen – Hydrologische Einordnung, Schadensanalyse und Wiederaufbau“
Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf
RWTH Aachen – JARA-Energy

Das Hochwasserereignis 2021 hat in Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz zu schweren Schäden geführt. Auf der Grundlage der Analyse des Hochwasserereignisses können Lehren für den zukünftigen Hochwasserschutz gezogen werden.

Prof. Schüttrumpf stellt aktuelle Projekte rund um den Wiederaufbau in den betroffenen Regionen vor. Er ist Direktor des Lehrstuhls und Instituts für Wasserbau und Wasserwirtschaft an der RWTH Aachen und Mitglied in JARA-ENERGY. Dort entwickelten Prof. Schüttrumpf und sein Team ein Hochwasser-Frühwarnsystem, das zu erwartende Schäden an Gebäuden bis auf die Hausnummer genau vorhersagen soll.

Hier geht es zu den Touren:
www.fz-juelich.de/touren