Institute

Das Institut für Flugantriebe und Strömungsmaschinen (IFAS) zählt zu einem der renommiertesten und traditionsreichsten Institute auf dem Gebiet der Strömungsmaschinen. Strömungsmaschinen dienen allgemein der Energiewandlung zwischen einem Fluid (von lateinisch „fließend“) und einem in der Regel rotierenden mechanischen System. Am IFAS werden unter dem Einsatz modernster Techniken und in enger Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie kontinuierlich aktuelle Forschungsthemen auf dem Gebiet der Strömungsmaschinen bearbeitet. Das Institut verfügt über eine Vielzahl einzigartiger Versuchseinrichtungen, mit denen verschiedenste experimentelle Untersuchungen durchgeführt werden können. Begleitend zu diesen experimentellen Untersuchungen werden am IFAS ebenfalls theoretische und konstruktive Fragestellungen untersucht.

Das Institut zählt zu einem der sechs energie- und verfahrenstechnischen Instituten der TU Braunschweig und nimmt unter diesen eine, in gewissen Maßen, besondere Position ein. Aufgrund der Vielfältigkeit der Strömungsmaschinen und der gewählten Institutsausrichtung im Hinblick auf die Flugantriebe ist das IFAS zusätzlich in einer zweiten Fachrichtung, der „Luft- und Raumfahrttechnik“ an der TU Braunschweig vertreten. In den angebotenen Vorlesungen werden den Studierenden zum einen die notwenigen Grundlagen auf dem Gebiet der Strömungsmaschinen gelehrt, sowie zum anderen ausgewähltes, vertiefendes Fachwissen vermittelt.

Institut für Energie und Systemsverfahrenstechnik

Überall nutzen wir Energie: zu Hause, zur Fortbewegung und unterwegs mit dem Smartphone. Es scheint selbstverständlich, dass überall die benötigte Energie zur Verfügung steht und auch bezahlbar ist. Erst wenn das Handy nicht mehr funktioniert oder der Strom ausfällt, merken wir, dass die sichere Versorgung keine Selbstverständlichkeit ist. Die Bedeutung der Energietechnik für den Alltag wird uns dann bewusst.

Die Zukunftsaufgabe der Energietechnik ist die ressourcen- und umweltschonende ökonomische Bereitstellung und Nutzung der Energie. Dieser Aufgabe nimmt sich das Institut für Energie- und Systemverfahrenstechnik in Forschung und Lehre an.

In der Lehre unterrichten wir nicht nur über die Methoden und Verfahren zur Bereitstellung der Energie aus der Verbrennung oder aus Brennstoffzellen und Batterien, sondern auch wie mit dem Computer solche Energiesysteme für eine effiziente Energiebereitstellung und Nutzung berechnet und optimiert werden können. Zusätzlich beschäftigen wir uns mit Teilgebieten der Verfahrenstechnik z. B. in der Pharmazietechnik mit der Herstellung von Medikamenten.

In der Forschung untersuchen wir die elektrochemischen Energiewandler Brennstoffzellen und Batterien für eine günstige Herstellung und eine effiziente Energiebereitstellung und Energiespeicherung. Mit dem Einsatz von Windenergie und Photovoltaik in der Stromerzeugung bekommt die Energiespeicherung eine große Bedeutung, um den Stromverbrauch der Stromerzeugung anzupassen. Aus dem gleichen Grund untersuchen wir die Möglichkeiten, Kraftwerke flexibel zu betreiben, damit diese schnell ihre Stromerzeugung der schwankenden Erzeugung von Wind- und Sonnenenergie anpassen können.

Im Arbeitsschwerpunkt “Verbrennung- und Kraftwerkstechnik” wird die reagierende turbulente Strömung in Feuerungen mit CFD-Programmen (Computational Fluid Dynamics) simuliert, um z. B. die Schadstoffe zu minimieren und um die Verbrennung zu optimieren.

Mit unserer Forschung an Brennstoffzellen, Batterien und Kraftwerken tragen wir dazu bei, die Wirkungsgrade der Energiewandlung zu steigern, und so die Umwelt und die Ressourcen zu schonen.

Schwerpunkte des Instituts:

Experimentelle und theoretische Untersuchungen an thermischen Systemen wie

•     Wärmepumpen
•     Fahrzeugklimaanlagen
•     Brennstoffzellen
•     Modellbasierte Systemregelung
•     Molekulare Simulation
•     Wärme- und Stoffübertragung

Die Bandbreite der Lehrveranstaltungen am Institut für Thermodynamik ist groß: Sie reicht von der Vermittlung thermodynamischer Grundlagenkenntnisse über die tiefergehende Betrachtung von Energiewandlungsprozessen bis hin zur Untersuchung thermischer Systeme mit Hilfe von Modellierung und Simulation. Neben dem breiten Spektrum an Vorlesungsveranstaltungen umfasst die Lehre am Institut für Thermodynamik auch jederzeit die Möglichkeit, in einem der drei Forschungsgebiete des Instituts eine studentische Arbeit wie Bachelor- oder Masterarbeit anzufertigen. Aktuelle Themenausschreibungen entnehmen Sie bitte unserer Institutshomepage. Im Rahmen von Industriekooperationen können auch entsprechende Arbeiten in der Industrie vermittelt werden. Natürlich sind Sie auch herzlich dazu eingeladen, sich mit eigenen Themenvorschlägen an die Mitarbeiter des Instituts zu wenden. Alternative Kältetechnologien und natürliche Kältemittel bilden einen besonderen Forschungsschwerpunkt am IfT. Dazu gehören vor allem theoretische und experimentelle Analysen von Gesamtanlagen, sowie Studien zur Verwendung alternativer Kältemittel. Dieser Schwerpunkt findet sich in den Arbeitsbereichen aller drei traditioneller Forschungsgebiete des IfT – Thermische Systeme, Stoffdaten und Wärme- und Stoffübertragung – wieder.

Am Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik (ICTV) werden sowohl Probleme der Grundlagenforschung als auch anwendungsorientierte Fragen bearbeitet. Schwerpunkte der Forschungsarbeiten liegen auf den Gebieten der Wärme- und Stoffübertragung, der Mehrphasenströmungen und der Biotechnologie. Aufbauend auf experimentellen Untersuchungen entwickeln wir Modelle für die untersuchten Vorgänge und setzen diese in Simulationen um. Dabei betrachten wir Reaktionen und die Trennung von Stoffen insbesondere für Stoffsysteme, die thermisch oder mechanische sensible gehandhabt werden müssen. Das Arbeitsfeld des Instituts erstreckt sich hierbei von den Grundlagen über die Konzeption von Produktionsverfahren bis hin zum Design optimaler Apparatekonzepte. Die Arbeiten werden zum Teil mit anderen Forschungseinrichtungen, aber auch in Zusammenarbeit mit der Industrie durchgeführt.
In der Lehre bietet das ICTV Grundlagen- wie anwendungsgezogene Veranstaltungen auf dem Gebiet der chemischen und thermischen Verfahrenstechnik sowie Fluidverfahrenstechnik an. Diese sind in die Studiengänge Bioingenieurwesen, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen/Maschinenbau integriert.

Das Institut für Bioverfahrenstechnik ist ein Brückeninstitut zwischen den Ingenieur- und Lebenswissenschaften. Die Bioverfahrenstechnik gilt als zentrale Zukunftstechnologie unserer Zeit. Sie ist Ausgangspunkt und Motor für zahlreiche Anwendungen in der biotechnologischen, chemischen und pharmazeutischen Industrie sowie der Medizin. Bioprozesse sind mehrphasige Reaktionssysteme und sind aufgrund vorhandener Grenzflächen und möglicher Wechselwirkungen meist von einer großen Heterogenität innerhalb der Systeme gekennzeichnet. Mit unseren Forschungsarbeiten möchten wir die zugrundeliegenden molekularen Phänomene heterogener Bioprozesse verstehen, um mit diesem Verständnis neue Prozessstrategien und Produkte entwickeln zu können. Für einen rationalen Ansatz werden (bio-) verfahrenstechnische Werkzeuge, wie die Modellierung und die System-Bioprozesstechnik, mit naturwissenschaftlichen Werkzeugen, wie die technische Biochemie und die molekulare Mikrobiologie, kombiniert. Dieser interdisziplinäre Ansatz des Instituts innerhalb der Ingenieur- und Lebenswissenschaften erlaubt uns einen tiefen Einblick und grundlegendes Verständnis für relevante Fragen der Bioverfahrenstechnik.

Wir bieten Lehrveranstaltungen in den Bachelor- und Masterstudiengängen Bio- Chemie- und Pharmaingenieurwesen, Biotechnologie, Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen Maschinenbau an. Im Rahmen von Abschlussarbeiten werden Schlüsselkompetenzen wie interdisziplinäre Teamarbeit, Methodenkompetenz und Persönlichkeitsentwicklung vermittelt.

Viele technische Produkte sowie Konsumprodukte enthalten als wesentlichen Bestandteil, der die Produkteigenschaften bestimmt, Partikel oder sind ganz aus ihnen aufgebaut. Beispiele sind Tabletten, Instantpulver, Autolack, keramische Bauteile, druckbare Elektronik und Lithium-Ionen-Batterien.

Das Institut für Partikeltechnik umfasst etwa 35 wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Ausgehend von Rohstoffen die Entwicklung und Handhabung innovativer Produkte aus Nano- und Mikropartikeln insbesondere für die Bereiche Neue Materialien, Life-Science und Mobilität. Die Forschungsschwerpunkte aus den Gebieten der Mechanischen Verfahrenstechnik und der Partikeltechnik und Materialchemie spiegeln sich in den sechs Arbeitsgruppen Zerkleinern,  Batterieverfahrenstechnik, Nanopartikel und Nanokomposite, Schüttgüter und granulare Medien, Dispergieren und Beschichten sowie Bio- und Pharmapartikeltechnik wider.

Die Forschungsschwerpunkte sind über experimentelle Methoden, wie die Ermittlung von nanomechanischen Eigenschaften von Partikeln und Partikelkollektiven sowie über numerische Methoden wie die Diskrete Elemente Methode miteinander vernetzt. Weitere Verknüpfungspunkte sind die Herstellung von Partikel über Zerkleinerungsprozesse und chemische Synthese, die Stabilisierung und Funktionalisierung von Nanomaterialien sowie ihre die Aufbereitung bzw. Anwendung in Form von Schichten, als Komponenten in Lithium-Ionen-Batterien oder als Kollektive in Nanokompositen.