Die Forschung im CDS

Struktur des CDS

Die Forschungsarbeiten im CDS beschäftigen sich mit der Analyse, der Synthese und der gezielten Beeinflussung komplexer dynamischer Systeme in der Energiewandlung, der chemischen Produktion und der Biomedizin. Ziel ist die Entwicklung neuer, umweltschonender chemischer Prozesse auf der Basis von Reststoffen und nachwachsenden Rohstoffen, die chemische Nutzung und Speicherung elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen im Rahmen der Energiewende sowie die Entwicklung neuer Wirkstoffe für die Biomedizin.


Mathematische Modelle der betrachteten Systeme spielen eine wichtige Rolle. Sie erlauben beispielsweise eine rechnergestützte Simulation und Optimierung. Dabei können unterschiedliche Hypothesen und Szenarien auf dem Rechner durchgespielt und somit der experimentelle Aufwand reduziert werden. Neben physikalisch, chemisch oder biologisch motivierten Grundlagenmodellen spielen dabei auch zunehmend datengetriebene Ansätze des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz eine wichtige Rolle. Desweiteren werden im CDS auch neue theoretische Ansätze der modellgestützten mathematischen Optimierung, der Versuchsplanung und der Steuerung und Regelung entwickelt. 

Die Forschungsschwerpunkte im Überblick

Der Bereich Energiewandlung beschäftigt sich damit, eine sichere Versorgung mit Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien zu gewährleisten. Dafür muss der aus erneuerbaren Energien gewonnene Strom über längere Zeit chemisch, z.B. in Form von Wasserstoff, gespeichert werden. Innerhalb des CDS wird die Entwicklung von computergestützten Systementwürfen und die Optimierung der Energiespeicherung betrieben. 

Der Bereich Chemische Produktion beschäftigt sich mit der Entwicklung neuer chemischer Prozesse aus nachwachsenden Rohstoffen und biogenen Reststoffen sowie zur Synthese maßgeschneiderter Partikel, die in vielen Anwendungsbereichen eine wichtige Rolle spielen. Aufgrund der Komplexität solcher Produktionssysteme sind neue Methoden des modellgestützten Systementwurfs, der Optimierung und Regelung erforderlich. 

Der Bereich Biomedizin widmet sich personalisierten Therapiestrategien unterschiedlicher Erkrankungen sowie der Entschlüsselung grundlegender zellulärer Prozesse. Hauptaugenmerk wird hierbei auf die computergestützte Modellierung und Vorhersage molekularer und zellulärer Reaktionen gelegt, die bei der Therapieplanung Anwendung finden. Weiterhin sollen neue Wirkstoffe als Medikamente für personalisierte Therapien entwickelt werden. 

Die im Bereich Schlüsseltechnologien entwickelten Ansätze finden, aufgrund ihrer methodischen Natur, Anwendung in den verschiedenen Anwendungsbereichen. Sie erlauben es dynamische Systeme computergestützt zu modellieren, zu analysieren und ihr Verhalten zu optimieren. 

Biomedizin Chemische Produktion Energiewandlung

Letzte Änderung: 13.04.2021 - Ansprechpartner: M. A. Susanne Hintsch