Sensorlose Erfassung der inneren Temperatur von Lithium-Ionen-Zellen in Elektrofahrzeugen durch elektrochemische Impedanzspektroskopie

Die Verbreitung elektrisch betriebener Fahrzeuge ist in den vergangenen Jahren stark vorangeschritten. Die Kapazität und Lebensdauer der oft auf Lithium-Ionen-Technologie basierenden Energiespeicher ist jedoch weiterhin limitiert und stark von der Betriebstemperatur abhängig. In dieser Arbeit werden Verfahren zur sensorlosen Bestimmung der inneren Zelltemperatur anhand der Zellimpedanz entwickelt. Dazu werden optimierte Impedanzmessmethoden zur Vermeidung nichtlinearer Anregung und Modelle zur Prognose der alterungsbedingten Impedanzänderung vorgestellt und bei der systematischen Untersuchung des Temperatureinflusses auf die Zellimpedanz berücksichtigt. Auf Basis der erhobenen Daten wird ein geeignetes Messverfahren zur sensorlosen Temperaturbestimmung entwickelt und parametriert. Diese Methode wird anschließend zur thermischen Zellmodellierung unter Laborbedingungen und in einem Demonstrator zur Zellüberwachung innerhalb von Batteriepacks für Elektrofahrzeuge eingesetzt

Investigation of high temperature and ferromagnetic shape memory thin films

In der vorliegenden Arbeit wurden drei verschiedene Gruppen von Materialsystemen (Ti-Ta-basiert, Ni-Mn-Ga-basiert, Co-Ni-basiert) untersucht, um ihr Potential als neue Hochtemperaturformgedächtnislegierungen herauszuarbeiten. Die angewandten Methoden basieren dabei auf der kombinatorischen Materialforschung mit der Herstellung von Dünnschichtmaterialbibliotheken sowie der automatischen und semi-automatischen Charakterisierung dieser Bibliotheken mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX), Röntgenbeugung (XRD) und elektrische Widerstandsmessungen (R(T)). Auf Basis der Versuche konnten drei mögliche Materialsysteme als Kandidaten für neue Hochtemperaturformgedächtnislegierungen identifiziert werden. Proben aus den Systemen Ni-Mn-Ga+Co, Co-Ni-Ga+Mn und Co-Ni-Ga+Cr zeigten signifikant höhere Umwandlungstemperaturen als die ternären Ausgangslegierungen. Diese Entdeckungen konnten nur durch eine umfassende Analyse der Widerstands- und Röntgenbeugungsdaten gemacht werden.In the present work, three different base materials systems (Ti-Ta-, Ni-Mn-Ga- and Co-Ni-based) were investigated to determine their potential as high temperature shape memory alloys (HTSMA). The applied methods are based on combinatorial materials science by fabricating thin film materials libraries and using automated and semi-automated characterization techniques such as energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDX), x-ray diffraction (XRD), and electrical resistance measurements (R(T)). The characterization results revealed three quaternary systems for potential new HTSMAs. Samples of the Ni-Mn-Ga+Co, Co-Ni-Ga+Mn, and Co-Ni-Ga+Cr systems showed significant higher transformation temperatures as compared to the reference materials without fourth element additions. These discoveries could be made by thorough in-depth analyses of resistivity and x-ray diffraction data

Nihilismus und Wahrheit

Diese Arbeit argumentiert, dass Unwahrhaftigkeit, nicht Wahrhaftigkeit, die zentrale Ursache des modernen Nihilismus darstellt. Ausgangspunkt ist ein Aphorismus aus Nietzsches Nachlass. Zunächst werden die Erscheinungsformen und Ursachen des Nihilismus untersucht, bevor die Kunst als mögliche Gegenstrategie thematisiert wird. Durch eine genealogische Analyse wird aufgezeigt, wie metaphysische Fiktionen, insbesondere das Christentum, einen fortschreitenden Sinnverlust verursachten und der Wille zur Wahrheit selbst zur Zerstörung bestehender Wertsysteme führte. Der "Tod Gottes" stellt hierbei den Moment dar, in dem traditionelle moralische Werte zusammenbrechen und der Mensch mit einem tiefen existenziellen Vakuum konfrontiert wird. Nietzsche kontrastiert diese Entwicklung mit der lebensbejahenden Haltung der griechischen Tragödie und plädiert für die Kunst als wahrhaftige Alternative zu religiösen und rationalistischen Idealen

The hydrogen electrode in the "dry"

Diese Dissertation stellt einen neuartigen Kelvinsonden-basierten Ansatz zur Analyse von mit mit ultradünnen Wasserfilmen bedeckten Elektrodenoberflächen. Basierend auf dem Konzept der „trockenen“ Wasserstoffelektrode auf Palladium unter Stickstoffatmosphäre wird gezeigt, dass elektrochemische Untersuchungen bei Monolagenbedeckung möglich sind. Eine stabile Ag/AgCl-Referenz (250 mV vs SHE) wurde entwickelt, die gegenüber Feuchtigkeit und Wasserstoff inert ist. Alle untersuchten Edelmetalle außer Au zeigten erwartungsgemäße Wasserstoffaktivität; bei Au trat Polarisationshemmung auf. Pt, Pd und Ir reagierten stark auf gasförmigen Wasserstoff, Ir zeigte eine Abhängigkeit von der relativen Feuchte. Die Emersionsmethode bei konstantem Potential erhöhte die Wasseradsorption und verbesserte die Bildung der Wasserstoffelektrode auf Ir und Au. Die Ergebnisse eröffnen neuartige Einblicke in die elektrochemische Grenzfläche und dienen als Basis für die Entwicklung "trockener" Elektrodenkonzepte

Zwitterionization of glycine at 0.4 K in Helium nanodroplets

Aminosäuren sind als Bausteine von Proteinen, Peptiden und großen Makromolekülen in der Biologie von entscheidender Bedeutung. Die meisten Aminosäuren sind in der Gasphase nichtionisch, während sie in Kristallen und Lösungen zwitterionisch sind. Die Wechselwirkungen zwischen den Lösungsmittelmolekülen und den Aminosäuren in Lösung erleichtern die Umwandlung der nichtionischen in die zwitterionische Form. Während meiner Doktorarbeit wurde die wässrige Mikrosolvatisierung von Glycin in Heliumtröpfchen auf molekularer Ebene untersucht um die Zwitterionisierung zu erforschen. Heliumtröpfchen bieten eine ultrakalte (0,37 K) Superfluidumgebung für die Untersuchung von Molekülen und Molekülclustern. In dieser Arbeit wurden zunächst IR-Spektren von Glycinmonomeren untersucht, gefolgt von Messungen von Glycin-Wasser-Clustern, die durch schrittweise Zugabe von Wassermolekülen zu den in den Tröpfchen eingelagerten Glycinmolekülen gebildet wurden

Curriculum analytics

Curriculum Analytics (CA) ist ein aufstrebendes Forschungsfeld, das datengetriebene Methoden nutzt, um Lehrpläne und Studienverläufe zu analysieren. In dieser kumulativen Dissertation werden zentrale Herausforderungen thematisiert. Ein Simulationsmodell evaluiert die Auswirkungen von Änderungen am Curriculum. Mittels regressiver Ansätze werden Kursschwierigkeiten quantifiziert und eine Analyse sowie zeitliche Verfolgung ermöglicht. Ein Tutorial erleichtert den Zugang zur statistischen Modellierung von Kursschwierigkeiten. Ein Dashboard stellt die Ergebnisse in einen Praxisbezug und unterstützt die Studienberatung. Insgesamt leistet die Arbeit somit einen Beitrag zur evidenzbasierten Lehrplanung und zur Verbesserung studentischer Lernergebnisse

DEM/CFD-Simulationen der Wärme- und Stoffübertragung eines mit Gas durchströmten Festbettes aus komplex geformten, pyrolysierenden Holzpartikeln

Die Diskrete Elemente Methode (DEM) gekoppelt mit Computational Fluid Dynamics (CFD) ist ein numerisches Werkzeug zur Simulation von gasdurchströmten, reagierenden und bewegten Partikelschüttungen aus thermisch dicken, komplex geformten Partikeln. Ziel dieser Arbeit ist es gewesen, einen DEM/CFD-Code zu erweitern, so dass durchströmte und reagierende Partikelschüttungen aus beliebig geformten, thermisch dicken Partikeln simuliert werden können. Dabei wurde ein sogenannter Blocked-Off Ansatz als vereinfachte Immersed Boundary Method verwendet. Zeitlich und örtlich aufgelöste Wärme- und Stoffentwicklung in der Gasphase und in den Partikeln werden beschrieben und analysiert. Es zeigt sich, dass Partikelform und die sich damit einstellende komplexe Schüttungsmorphologie essentielle Parameter für die Durchströmungsverhältnisse in der Schüttung und die auf die Partikel wirkendenden Randbedingungen darstellen und damit auch für partikelinterne Prozesse

Wie eine Herde Katzen hüten

Der Sonderforschungsbereich 1475 "Metaphern der Religion" untersucht die Rolle, die Metaphern und verwandte Formen bildhafter Sprache für die Kommunikation abstrakter religiöser Ideen spielen. Im SFB befassen sich 13 Teilprojekte mit religiösen Texten verschiedener Zeiten, Regionen und Religionen. Die Architektur eines Sonderforschungsbereichs macht es dabei nicht einfach, die individuellen Forschungsfragen und Anforderungen der beteiligten Forschenden einerseits und das übergreifende Erkenntnisinteresse des Gesamtvorhabens andererseits miteinander in Einklang zu bringen – geschweige denn ein einheitliches Forschungsdatenmanagement für alle Projekte mit sehr unterschiedlichem disziplinärem Hintergrund zu etablieren

Untersuchung von Veränderungen des Nervus vagus bei der Parkinson-Erkrankung mithilfe der Nervensonografie

Die Rolle des Nervus vagus in der Pathogenese der Parkinson-Krankheit ist laut aktueller Forschungslage unklar. Um Klarheit zu erlangen, haben wir eine prospektive Querschnittsstudie gemacht. Es wurden die Nervenquerschnittsflächen (CSA) des N. vagus bilateral und des rechten N. ulnaris, klinische PK-Skalen, nicht-motorische Symptome und autonome Tests zwischen 49 PK-Patienten und 24 gesunden K-Probanden verglichen. Der N. vagus war auf beiden Seiten signifikant kleiner bei den Parkinson-Patienten im Vergleich zu den Kontrollen. Für den N. ulnaris wurde kein Unterschied festgestellt. Es gab signifikante Korrelationen zwischen dem CSA der Nn.vagi und der Unified Parkinson’s Disease Rating Scale (UPDRS), der Non-Motor Syndroms Scale (NMS- Skala) und dem Montreal Cognitive Assessment (MoCA-Test). Die Ergebnisse zeigen, dass der N. vagus in die Krankheitsentstehung/-progression bei der PK involviert ist und dass dies mittels Nervensonografie nachgewiesen werden kann