Von der Idee zur Wirkung: Die 5 Hi-Acts Challenges zur Innovation Challenge Arena

Diese Challenges erwarten Sie beim 3. Hi-Acts Netzwerktreffen:

Challenge #1: Membranlose Elektrolyse neu gedacht

Kurzbeschreibung:
Wie können wir kostengünstige, effiziente und robust herstellbare Elektrolyseure ohne Membran entwickeln? Gesucht werden innovative Designansätze, die eine sichere Trennung von Wasserstoff und Sauerstoff ermöglichen und gleichzeitig Effizienz, Skalierbarkeit und einfache Produktion vereinen.

Membranlose Elektrolyse neu denken – Gemeinsam die Wasserstofftechnologie der Zukunft gestalten

Bezahlbare Wasserstofftechnologien haben das Potenzial, den Zugang zu nachhaltiger Energie weltweit zu verbessern. Gleichzeitig sind viele heutige Elektrolysesysteme für zahlreiche Anwendungen noch zu komplex und kostenintensiv.

Im Rahmen des 3. Hi-Acts Network Meetings laden wir Forschende, Innovator:innen und Industrievertreter:innen ein, gemeinsam an einer zentralen Herausforderung zu arbeiten:

Membranlose Elektrolyse neu denken

Ziel ist es, neue Ansätze und technologische Lösungen für die nächste Generation der Wasserstoffproduktion zu entwickeln. Im Fokus stehen dabei:

• Sichere Gastrennung ohne den Einsatz von Membranen
• Verbesserte Ionenmobilität und höhere Effizienz
• Designs, die für additive Fertigungsverfahren geeignet sind
• Robuste und kostengünstige Produktionskonzepte
• Dezentrale Wasserstoffanwendungen für den Einsatz im kleinen Maßstab

Die Challenge bietet die Möglichkeit, gemeinsam skalierbare Lösungen mit hoher industrieller Relevanz und gesellschaftlicher Wirkung zu entwickeln – von europäischen Märkten bis hin zu Anwendungen im Globalen Süden.

Die inhaltliche Ausgestaltung erfolgt während des Netzwerktreffens in enger Zusammenarbeit mit Expert:innen aus Wissenschaft, Ingenieurwesen und Industrie. Ziel ist es, unterschiedliche Perspektiven zusammenzubringen und neue Innovationsansätze zu identifizieren.

Objective & Nutzen:
Ziel ist die Entwicklung eines einfachen, additiv fertigbaren Elektrolyseurdesigns mit hoher Effizienz und niedrigen Produktionskosten. Die Lösung soll insbesondere neue Märkte im Global South sowie dezentrale Anwendungen für Haushalte und kleine Organisationen erschließen.

Kontakt:
Dr. Dirk Klugmann
Challenge Champion:
Anna Anochin

Challenge #2: Von Forschungssoftware zum industriellen Game Changer

Kurzbeschreibung:
Wie kann hochpräzise Simulationssoftware aus der Teilchenphysik in ein skalierbares industrielles Produkt oder Serviceangebot überführt werden? Die Challenge adressiert die industrielle Nutzung von Simulations- und Optimierungstools für Sensoren, Strahlungsdetektoren und komplexe Messsysteme.

Von der Forschung in die Industrie – Software mit Transformationspotenzial

Welche Chancen entstehen, wenn hochentwickelte Forschungssoftware aus der Teilchenphysik für industrielle Anwendungen nutzbar gemacht wird?

Im Rahmen des 3. Hi-Acts Network Meetings kommen Expert:innen aus Wissenschaft, Industrie und Entrepreneurship zusammen, um sich einer zentralen Innovationsfrage zu widmen:

Forschungssoftware als industriellen Innovationstreiber etablieren

Spezialisierte Simulationssoftware, die ursprünglich für die Entwicklung und Optimierung von Teilchendetektoren geschaffen wurde, bietet großes Potenzial für zahlreiche industrielle Einsatzfelder. Ziel der Challenge ist es, Wege aufzuzeigen, wie diese Technologien in marktfähige Produkte und Dienstleistungen überführt werden können.

Mögliche Anwendungsbereiche umfassen:

• Entwicklung von Halbleiter- und Sensorsystemen
• Optimierung von Strahlungsdetektoren
• Fortschrittliche Mess- und Analysesysteme
• Industrielle Simulations- und Entwicklungsprozesse
• Datengetriebene Engineering- und Optimierungsanwendungen

Im Mittelpunkt stehen die gemeinsame Entwicklung von Transferstrategien, Geschäftsmodellen und Vermarktungsansätzen, die den Weg von der wissenschaftlichen Softwarelösung zur industriellen Anwendung ermöglichen.

Die Challenge richtet sich an Forschende, Softwareentwickler:innen, Start-ups, Innovationsmanager:innen, Fachleute aus der Halbleiterindustrie sowie Expert:innen für Technologietransfer. Gemeinsam sollen neue Perspektiven für die wirtschaftliche Nutzung wissenschaftlicher Software erschlossen und konkrete Ansätze für den Transfer in die Industrie entwickelt werden.
Objective & Nutzen:
Ziel ist die Entwicklung tragfähiger Geschäftsmodelle und Transferstrategien für wissenschaftliche Software. Im Fokus stehen Marktvalidierung, industrielle Anwendungen und die Skalierung von Forschungs-Know-how in kommerzielle Lösungen.

Kontakt:
Paul Schütze
Challenge Champion:
Tina Grüning

Challenge #3: Intelligente Hochdurchsatzmessungen ohne Stillstandszeiten

Kurzbeschreibung:
Wie können Hochdurchsatzmessungen an Synchrotronanlagen deutlich effizienter gestaltet werden? Gesucht wird eine softwaregetriebene Lösung zur intelligenten Koordination von Messprozessen und Probenwechseln, um Leerlaufzeiten drastisch zu reduzieren.

Stillstandszeiten minimieren – Synchrotronmessungen effizienter gestalten

Synchrotronquellen liefern enorme Mengen hochwertiger Messdaten und sind eine unverzichtbare Infrastruktur für Forschung und Entwicklung. Dennoch führen aufwendige Probenwechsel und unterbrochene Arbeitsabläufe häufig zu ungenutzter Messzeit und damit zu einem Verlust wertvoller Ressourcen.

Im Rahmen des 3. Hi-Acts Network Meetings sind Forschende, Ingenieur:innen und Industrievertreter:innen eingeladen, gemeinsam an einer zukunftsweisenden Herausforderung zu arbeiten:

Synchrotronmessungen ohne Stillstandszeiten

Ziel der Challenge ist es, innovative Lösungen zu entwickeln, die Messprozesse effizienter gestalten und die verfügbare Strahlzeit optimal nutzen. Im Fokus stehen Technologien und Konzepte für einen kontinuierlichen, hochautomatisierten Messbetrieb.

Mögliche Themenfelder sind:

• Intelligente Koordination und Steuerung von Messabläufen
• Schneller und automatisierter Probenwechsel
• Kontinuierliche Datenerfassung für Hochdurchsatzanwendungen
• Integrierte Hard- und Softwarelösungen
• Skalierbare Konzepte für zukünftige Synchrotronanwendungen

Ausgehend von einem Pilotanwendungsfall in der Pulverbeugung sollen Lösungen entwickelt werden, die sich auch auf weitere Messverfahren, beispielsweise in der Proteinkristallographie, übertragen lassen.

Die Challenge richtet sich an Expert:innen aus den Bereichen Automatisierungstechnik, Beamline-Technologien, Softwareentwicklung, Robotik, Datenerfassung sowie Hochdurchsatz-Messsysteme. Gemeinsam sollen neue Ansätze entstehen, um Messprozesse effizienter, flexibler und leistungsfähiger zu gestalten.
Objective & Nutzen:
Ziel ist die Entwicklung eines integrierten Hard- und Softwareansatzes für schnelle Probenwechsel und kontinuierliche Datenerfassung. Die Pilotanwendung in der Pulverdiffraktion soll später auf weitere Messverfahren wie Proteinkristallographie übertragbar sein.

Kontakt:
Bernd Hinrichsen
Challenge Champion:
Johannes Blum

Challenge #4: Photonenzählende Detektoren für die Industrie der Zukunft

Kurzbeschreibung:
Wie lässt sich das volle Potenzial photonenzählender Lambda-Detektoren für industrielle Anwendungen erschließen? Die Challenge fokussiert sich auf schnellere, präzisere und materialsparendere Inspektionsprozesse mit deutlich reduzierter Strahlungsdosis.

Photonenzählende Detektoren für die Industrie von morgen

Industrielle Inspektions- und Bildgebungssysteme stehen vor der Herausforderung, immer höhere Anforderungen an Präzision, Geschwindigkeit und Materialschonung zu erfüllen. Neue Detektortechnologien aus der Forschung eröffnen hier vielversprechende Perspektiven für die nächste Generation industrieller Anwendungen.

Im Rahmen des 3. Hi-Acts Network Meetings sind Forschende, Industrievertreter:innen und Technologieinnovator:innen eingeladen, gemeinsam an einer zentralen Zukunftsfrage zu arbeiten:

Photonenzählende Detektoren für die Industrie von morgen

Photonenzählende Lambda-Detektoren, die ursprünglich für anspruchsvolle Forschungsanwendungen entwickelt wurden, bieten großes Potenzial für den industriellen Einsatz – von der Halbleiterinspektion über hochauflösende Bildgebung bis hin zur zerstörungsfreien Prüfung.

Im Mittelpunkt der Challenge stehen neue Ansätze für:

• Hochauflösende industrielle Bildgebung
• Schnellere und präzisere Inspektionssysteme
• Reduzierte Strahlenbelastung und geringere Materialbeanspruchung
• Innovative Anwendungen in der Halbleitertechnologie
• Detektorsysteme und Architekturen der nächsten Generation

Ziel ist es, den Transfer modernster Detektortechnologien aus Forschungsinfrastrukturen in marktfähige industrielle Lösungen zu beschleunigen. Gemeinsam sollen neue Anwendungsfelder identifiziert, technologische Hürden adressiert und Wege zur erfolgreichen Industrialisierung entwickelt werden.

Die Challenge richtet sich an Expert:innen aus den Bereichen Bildgebungstechnologien, Halbleiterindustrie, industrielle Inspektion, Detektorentwicklung, Advanced Manufacturing sowie Deep-Tech-Innovation. Durch den Austausch unterschiedlicher Perspektiven sollen innovative Konzepte mit konkretem Marktpotenzial entstehen.
Objective & Nutzen:
Ziel ist die Übertragung von Detektortechnologien aus dem Forschungskontext in industrielle Anwendungen. Dafür werden Industriepartner gesucht, die neue Systemarchitekturen, Halbleiteranwendungen und hochauflösende Bildgebung vorantreiben möchten.

Kontakt:
Jonas Warias
Johannes Hagemann

Challenge Champion:
Dr. Marc Thiry

Challenge #5: Standardisierte Beamline-Messungen für maximale Effizienz und Reproduzierbarkeit

Kurzbeschreibung:
Wie können wir wiederkehrende Beamline-Messungen schneller, effizienter und reproduzierbarer gestalten? Gesucht werden innovative Ansätze für standardisierte Experimentsteuerung, interoperable Datenformate und konsistente Workflows, die den Aufwand zwischen Beamtimes reduzieren und die Vergleichbarkeit von Messergebnissen nachhaltig verbessern.

Standardisierte Beamline-Messungen neu denken – Gemeinsam Effizienz und Reproduzierbarkeit steigern

Moderne Synchrotron-Beamlines werden kontinuierlich weiterentwickelt, um unterschiedlichste wissenschaftliche und industrielle Anforderungen zu erfüllen. Diese Flexibilität ermöglicht innovative Forschung und neue Anwendungen, erhöht jedoch häufig den Aufwand bei wiederkehrenden Messugen.

Im Rahmen des 3. Hi-Acts Network Meetings laden wir Forschende, Industrievertreter und Technologieexperten ein, gemeinsam an einer zentralen Herausforderung moderner Forschungsinfrastrukturen zu arbeiten:

Standardisierte Beamline-Messungen für mehr Effizienz und Reproduzierbarkeit

Im Fokus stehen dabei:

• Standardisierte Prozesse für die Experimentsteuerung
• Einheitliche und kompatible Datenformate
• Reduzierung des Anpassungsaufwands zwischen Beamtimes
• Verbesserte Vergleichbarkeit von Messergebnissen über verschiedene Messkampagnen hinweg
• Effizientere Nutzung wertvoller Beamtime-Ressourcen

Die Challenge bietet die Möglichkeit, neue Konzepte für reproduzierbare und skalierbare Messabläufe zu entwickeln, die sowohl wissenschaftlichen Nutzer als auch industriellen Partnern einen erheblichen Mehrwert bieten.

Die inhaltliche Ausgestaltung erfolgt während des Netzwerktreffens in enger Zusammenarbeit mit Expert aus Forschung, Digitalisierung, Automatisierung und Datenmanagement. Ziel ist es, unterschiedliche Perspektiven zusammenzubringen und neue Innovationsansätze für effizientere und reproduzierbare Beamline-Workflows zu identifizieren.

Objective & Nutzen:

Ziel ist die Entwicklung standardisierter Mess- und Datenworkflows, die den Aufwand für Konfiguration, Kalibrierung und Datenverarbeitung reduzieren. Dadurch sollen Experimente effizienter durchgeführt, Ergebnisse zuverlässig reproduziert und langfristig vergleichbare Messprogramme für Wissenschaft und Industrie ermöglicht werden.

Kontakt:
Peter Gaal, TX Products
Challenge Champion:
Sonia Utermann

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