TY - JOUR A1 - Hoffmann, Andreas A1 - Uhl, Matthias A1 - Ceblin, Maximilian A1 - Rohrbach, Felix A1 - Bansmann, Joachim A1 - Mallah, Marcel A1 - Heuermann, Holger A1 - Jacob, Timo A1 - Kuehne, Alexander J.C. T1 - Atmospheric pressure plasma-jet treatment of PAN-nonwovens—carbonization of nanofiber electrodes JF - C - Journal of Carbon Research N2 - Carbon nanofibers are produced from dielectric polymer precursors such as polyacrylonitrile (PAN). Carbonized nanofiber nonwovens show high surface area and good electrical conductivity, rendering these fiber materials interesting for application as electrodes in batteries, fuel cells, and supercapacitors. However, thermal processing is slow and costly, which is why new processing techniques have been explored for carbon fiber tows. Alternatives for the conversion of PAN-precursors into carbon fiber nonwovens are scarce. Here, we utilize an atmospheric pressure plasma jet to conduct carbonization of stabilized PAN nanofiber nonwovens. We explore the influence of various processing parameters on the conductivity and degree of carbonization of the converted nanofiber material. The precursor fibers are converted by plasma-jet treatment to carbon fiber nonwovens within seconds, by which they develop a rough surface making subsequent surface activation processes obsolete. The resulting carbon nanofiber nonwovens are applied as supercapacitor electrodes and examined by cyclic voltammetry and impedance spectroscopy. Nonwovens that are carbonized within 60 s show capacitances of up to 5 F g⁻¹. Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.3390/c8030033 SN - 2311-5629 N1 - This article belongs to the Collection "Nanoporous Carbon Materials for Advanced Technological Applications" VL - 8 IS - 3 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Hoffmann, Andreas A1 - Rohrbach, Felix A1 - Uhl, Matthias A1 - Ceblin, Maximilian A1 - Bauer, Thomas A1 - Mallah, Marcel A1 - Jacob, Timo A1 - Heuermann, Holger A1 - Kuehne, Alexander J. C. T1 - Atmospheric pressure plasma-jet treatment of polyacrylonitrile-nonwovens—Stabilization and roll-to-roll processing JF - Journal of Applied Polymer Science N2 - Carbon nanofiber nonwovens represent a powerful class of materials with prospective application in filtration technology or as electrodes with high surface area in batteries, fuel cells, and supercapacitors. While new precursor-to-carbon conversion processes have been explored to overcome productivity restrictions for carbon fiber tows, alternatives for the two-step thermal conversion of polyacrylonitrile precursors into carbon fiber nonwovens are absent. In this work, we develop a continuous roll-to-roll stabilization process using an atmospheric pressure microwave plasma jet. We explore the influence of various plasma-jet parameters on the morphology of the nonwoven and compare the stabilized nonwoven to thermally stabilized samples using scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry, and infrared spectroscopy. We show that stabilization with a non-equilibrium plasma-jet can be twice as productive as the conventional thermal stabilization in a convection furnace, while producing electrodes of comparable electrochemical performance. KW - batteries and fuel cells KW - electrospinning KW - fibers KW - irradiation KW - porous materials Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/app.52887 SN - 0021-8995 (Print) SN - 1097-4628 (Online) N1 - Weitere Informationen: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Fördernummer: 13XP5036E. Deutsche Forschungsgemeinschaft, Fördernummern: 390874152, 441209207, 327886311 VL - 139 IS - 37 SP - 1 EP - 9 PB - Wiley ER - TY - CHAP A1 - Hinke, Christian A1 - Vervier, Luisa A1 - Brauner, Philipp A1 - Schneider, Sebastian A1 - Steuer-Dankert, Linda A1 - Ziefle, Martina A1 - Leicht-Scholten, Carmen T1 - Capability configuration in next generation manufacturing T2 - Forecasting next generation manufacturing : digital shadows, human-machine collaboration, and data-driven business models N2 - Industrial production systems are facing radical change in multiple dimensions. This change is caused by technological developments and the digital transformation of production, as well as the call for political and social change to facilitate a transformation toward sustainability. These changes affect both the capabilities of production systems and companies and the design of higher education and educational programs. Given the high uncertainty in the likelihood of occurrence and the technical, economic, and societal impacts of these concepts, we conducted a technology foresight study, in the form of a real-time Delphi analysis, to derive reliable future scenarios featuring the next generation of manufacturing systems. This chapter presents the capabilities dimension and describes each projection in detail, offering current case study examples and discussing related research, as well as implications for policy makers and firms. Specifically, we discuss the benefits of capturing expert knowledge and making it accessible to newcomers, especially in highly specialized industries. The experts argue that in order to cope with the challenges and circumstances of today’s world, students must already during their education at university learn how to work with AI and other technologies. This means that study programs must change and that universities must adapt their structural aspects to meet the needs of the students. Y1 - 2022 SN - 978-3-031-07733-3 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-07734-0_6 SP - 95 EP - 106 PB - Springer CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Heuermann, Holger A1 - Emmrich, Thomas A1 - Bongartz, Simon T1 - Microwave spark plug to support ignitions with high compression ratios JF - IEEE Transactions on Plasma Science N2 - Upcoming gasoline engines should run with a larger number of fuels beginning from petrol over methanol up to gas by a wide range of compression ratios and a homogeneous charge. In this article, the microwave (MW) spark plug, based on a high-speed frequency hopping system, is introduced as a solution, which can support a nitrogen compression ratio up to 1:39 in a chamber and more. First, an overview of the high-speed frequency hopping MW ignition and operation system as well as the large number of applications are presented. Both gives an understanding of this new base technology for MW plasma generation. Focus of the theoretical part is the explanation of the internal construction of the spark plug, on the achievable of the high voltage generation as well as the high efficiency to hold the plasma. In detail, the development process starting with circuit simulations and ending with the numerical multiphysics field simulations is described. The concept is evaluated with a reference prototype covering the frequency range between 2.40 and 2.48 GHz and working over a large power range from 20 to 200 W. A larger number of different measurements starting by vector hot-S11 measurements and ending by combined working scenarios out of hot temperature, high pressure and charge motion are winding up the article. The limits for the successful pressure tests were given by the pressure chamber. Pressures ranged from 1 to 39 bar and charge motion up to 25 m/s as well as temperatures from 30◦ to 125◦. KW - Automotive application KW - ignition KW - microplasma KW - microwave (MW) plasma KW - plasma jet Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1109/TPS.2022.3183690 SN - 1939-9375 IS - Early Access SP - 1 EP - 6 PB - IEEE ER - TY - THES A1 - Herzog, Nathalie T1 - Willkommen, heimische Wildtiere! : eine Kampagne zum Thema Artenschutz N2 - Tierpatenschaften bilden einen notwendigen Bestandteil, um Gelder für den Artenschutz zu akquirieren und sowohl in Tierschutzprojekte als auch in die Erhaltung der Lebensräume zu investieren. Doch um weiterhin Pat:Innen zu gewinnen und die Spendenbereitschaft zu steigern, müssen Patenschaften persönlicher werden. Dafür schafft dieses Projekt eine neue Form der Patenschaft, die in einer vorwiegend digitalen Kampagne beworben wird. Mithilfe von Kooperationen über Instagram gewinnt das Thema an Reichweite. Unter dem Motto "ganz nah dran“ überwindet die Kampagne die physische Distanz zwischen Wildtier und Pat:In durch virtuelle Erlebnisse und schafft somit eine emotionale Verbindung. Dadurch steigt nicht die Spendenbereitschaft für das Patentier an sich, sondern ihm zuliebe eben auch für den Schutz des Lebensraums. Damit öffnet dieses Konzept den Blick für unkonventionelle Lösungen zum Erhalt der Wildtiere in Deutschland. KW - Wildtiere KW - Tierpatenschaft KW - Deutschland KW - emotionale Verbindung KW - Spendenbereitschaft Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Herssens, Nolan A1 - Cowburn, James A1 - Albracht, Kirsten A1 - Braunstein, Bjoern A1 - Cazzola, Dario A1 - Colyer, Steffi A1 - Minetti, Alberto E. A1 - Pavei, Gaspare A1 - Rittweger, Jörn A1 - Weber, Tobias A1 - Green, David A. ED - Cattaneo, Luigi T1 - Movement in low gravity environments (MoLo) programme – the MoLo-L.O.O.P. study protocol JF - PLOS ONE / Public Library of Science N2 - Exposure to prolonged periods in microgravity is associated with deconditioning of the musculoskeletal system due to chronic changes in mechanical stimulation. Given astronauts will operate on the Lunar surface for extended periods of time, it is critical to quantify both external (e.g., ground reaction forces) and internal (e.g., joint reaction forces) loads of relevant movements performed during Lunar missions. Such knowledge is key to predict musculoskeletal deconditioning and determine appropriate exercise countermeasures associated with extended exposure to hypogravity. Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0278051 SN - 1932-6203 VL - 17 IS - 11 PB - Plos CY - San Francisco ER - TY - THES A1 - Hemmers, Marie Jane T1 - Modularität im Caravaning : Entwurf eines modularen Interior-Systems für die Anwendung in mobilen Reisewägen. N2 - Die Arbeit „Modularität im Caravaning“ befasst sich mit der konzeptionellen und gestalterischen Ausarbeitung eines Interior-Systems nach dem Vorbild modularer Bauweise für die Anwendung in mobilen Reisewägen. Das Projekt steht im Kontext einer Diskrepanz zwischen den unflexiblen Ausstattungen gängiger Reisewägen und den Nutzeranforderungen nach einer anpassungsfähigen Einrichtung. Die Lebenszeit eines Wohnwagens liegt im Durchschnitt zwischen 25-30 Jahren. In dieser Zeitspanne durchlaufen die Nutzer unterschiedliche Lebensphasen, aus denen sich neue Nutzungsszenarien ergeben können. Die festverklebten und verschraubten Einrichtungen bestehender Caravankonzepte stehen einer flexiblen Umgestaltung des Innenraumes nach den Bedürfnissen der Nutzer jedoch entgegen und erschweren darüber hinaus Reparaturen und das Recycling am Produktlebensende. Die Covid-19 Pandemie hat den Caravan-Trend weiterhin verstärkt. Die Digitalisierung und eine ortsungebundene Arbeit schafft neue Nutzungsszenarien in dem der Caravan als Office-Camper zum Einsatz kommt. Das Interior-system „CAMO“ ermöglicht es Nutzern Veränderungen des Innenraumes vorzunehmen, indem Modulkörper gemäß einer Rasterung in dem Innenraum an Boden- und Wandschienen flexibel angeordnet und befestigt werden können. Die Nutzer gewinnen mehr Autonomie in der Mitgestaltung des Umfeldes, indem er das Interior nach seinen Bedürfnissen anpassen kann. Die trennbaren Modulbaukörper aus recycelfähigen Materialien ermöglichen überdies eine verbesserte Reparierbarkeit und erleichtern die Zurückführung in den Stoffkreislauf am Produktlebensende. Das modulare Interior-System „CAMO“ beantwortet das Bedürfnis nach einer flexiblen Inneneinrichtung, die sich an die wandelnden Nutzungsszenarien anpasst. KW - Caravaning KW - Modular KW - Interior-System,Reisewagen KW - Inneneinrichtung KW - Work-life-blending Y1 - 2022 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Heining, Theresa Marie T1 - Das Museum Küppersmühle : Entwicklung eines neuen Erscheinungsbildes und Orientierungssystems für das Museum N2 - Der Raum des Museums ist kein funktionaler Ort. Er dient den Besucher:innen als Inspiration, gefüllt mit Kunst, Poesie und Konzept. Das Museum Küppersmühle ist dabei eine klassische White Cube Gallery mit weitläufigen Räumen, viel Platz für die Kunst und einer hochwertigen Sammlung. Es befindet sich in einem umgebauten, alten Speichergebäude im Duisburger Innenhafen. Im Zuge der Masterarbeit wurden ein Erscheinungsbild und Orientierungssystem für das Museums entwickelt. Das Gestaltungssystem ist ein Spiel von Verbindungen, die mal gradlinig, teilweise geschwungen und manchmal verdreht sind. Der geschwungene Pfeil wird hierbei zum Visual des Umwegs, des Gedankensprungs und des Entdeckens. Es ist ein Informationskonzept entstanden, das dazu einlädt, über die geführten Wege hinauszublicken. Es leitet digital und mittels verschiedener Printmedien durch die Ausstellung für moderne Kunst. KW - Erscheinungsbild KW - Orientierungssystem KW - Museum KW - Leitsystem KW - Architektur Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Hein, Andreas M. A1 - Eubanks, T. Marshall A1 - Lingam, Manasvi A1 - Hibberd, Adam A1 - Fries, Dan A1 - Schneider, Jean A1 - Kervella, Pierre A1 - Kennedy, Robert A1 - Perakis, Nikolaos A1 - Dachwald, Bernd T1 - Interstellar now! Missions to explore nearby interstellar objects JF - Advances in Space Research N2 - The recently discovered first hyperbolic objects passing through the Solar System, 1I/’Oumuamua and 2I/Borisov, have raised the question about near term missions to Interstellar Objects. In situ spacecraft exploration of these objects will allow the direct determination of both their structure and their chemical and isotopic composition, enabling an entirely new way of studying small bodies from outside our solar system. In this paper, we map various Interstellar Object classes to mission types, demonstrating that missions to a range of Interstellar Object classes are feasible, using existing or near-term technology. We describe flyby, rendezvous and sample return missions to interstellar objects, showing various ways to explore these bodies characterizing their surface, dynamics, structure and composition. Their direct exploration will constrain their formation and history, situating them within the dynamical and chemical evolution of the Galaxy. These mission types also provide the opportunity to explore solar system bodies and perform measurements in the far outer solar system. KW - Interstellar objects KW - Trajectories KW - Missions Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2021.06.052 SN - 0273-1177 VL - 69 IS - 1 SP - 402 EP - 414 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Hebel, Christoph A1 - Herrmann, Ulf A1 - Ritz, Thomas A1 - Röth, Thilo A1 - Anthrakidis, Anette A1 - Böker, Jörg A1 - Franzke, Till A1 - Grodzki, Thomas A1 - Merkens, Torsten A1 - Schöttler, Mirjam T1 - FlexSHARE – Methodisches Framework zur innovativen Gestaltung der urbanen Mobilität durch Sharing- Angebote T2 - Transforming Mobility – What Next? N2 - Das Ziel des INTERREG-Projektes „SHAREuregio“ (FKZ: 34.EFRE-0300134) ist es, grenzüberschreitende Mobilität in der Euregio Rhein-Maas-Nord zu ermöglichen und zu fördern. Dazu soll ein elektromobiles Car- und Bikesharing- System entwickelt und in der Stadt Mönchengladbach, im Kreis Viersen sowie in den Gemeinden Roermond und Venlo (beide NL) zusammen mit den Partnern Wirtschaftsförderung Mönchengladbach, Wirtschaftsförderung für den Kreis Viersen, NEW AG, Goodmoovs (NL), Greenflux (NL) und der FH Aachen implementiert werden. Zunächst richtet sich das Angebot, bestehend aus 40 Elektroautos und 40 Elektrofahrrädern, an Unternehmen und wird nach einer Erprobungsphase, mit einer größeren Anzahl an Fahrzeugen, auch für Privatpersonen verfügbar gemacht werden. Die Fahrzeuge stehen bei den jeweiligen Anwendungspartnern in Deutschland und den Niederlanden. Im Rahmen dieses Projektes hat die FH Aachen „FlexSHARE“ entwickelt – ein methodisches Framework zur innovativen Gestaltung urbaner Sharing- Angebote. Das Framework ermöglicht es, anhand von messbaren Kenngrößen, bedarfsgerechte und auf die Region abgestimmte Sharing-Systeme zu entwickeln. Y1 - 2022 SN - 978-3-658-36429-8 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-36430-4_10 N1 - Tagungsband zum 13. Wissenschaftsforum Mobilität, Beiträge des Wissenschaftsforums SP - 153 EP - 169 PB - Springer Gabler CY - Wiesbaden ER -