Angewandte Forschung in Sachsen-Anhalt

Wie können Agrarlandschaften gleichzeitig Artenvielfalt fördern und zum Klimaschutz beitragen? Unser Forschungsprojekt untersucht Nature-Based-Solutions wie Biodiversitätsstrukturen, Humusaufbau, Agroforstsysteme oder Moorwiedervernässung. Ziel ist es, standortbezogene Empfehlungen zu entwickeln, die Kohlenstoff im Boden binden, Treibhausgasemissionen reduzieren und die Anpassung an den Klimawandel stärken sowie gleichzeitig dem Biodiversitätsverlust entgegenwirken. Das Forschungsprojekt umfasst drei zentrale Themenschwerpunkt, die von verschiedenen Arbeitsgruppen bearbeitet werden:

• Agrarwissenschaften: Prof. Deubel; Prof. Knauer
• Biodiversität : Prof. Tischew; Prof. Kirmer; Prof. Fischer
• Nachhaltige Landnutzung: Prof. Baasch; Prof. Meyer

Das Projekt entwickelt Strategien, um Lebensmittelproduktion ressourcenschonender und klimafreundlicher zu gestalten. Dazu gehören die Nutzung von Neben- und Abfallströmen als Rohstoffe, innovative Werkzeuge und Bauteile aus dem 3D-Druck zur Verarbeitung, sowie Prozessoptimierungen zur Energie- und Wassereinsparung. Ziel ist eine nachhaltige Wertschöpfungskette mit reduzierten Treibhausgasemissionen. Das Forschungsprojekt umfasst zwei zentrale Themenbereiche, die von verschiedenen Arbeitsgruppen bearbeitet werden: 

• Lebensmitteltechnologie & Ernährung: Prof. Schnäckel
• CAD / CAM inkl. subtraktive und additive Fertigung: Prof. Landenberger, Prof. Gruß
   

Algen und diverse Mikroorganismen sind vielseitige Rohstofflieferanten – von nachhaltiger CO₂-Bindung bis zu innovativen Wirkstoffen. Das Projekt entwickelt IoT-gestützte Automatisierung für großtechnische Kultivierung, neue Verfahren zur Stammauswahl und Prozesse zur Wertstoffextraktion. So entsteht die Basis für nutzbare, klimafreundliche „Algenbiomasse“ der Zukunft. Das Forschungsprojekt umfasst drei zentrale Themenbereiche, die von verschiedenen Arbeitsgruppen bearbeitet werden: 

• Algenbiotechnologie: Prof. Griehl; Prof. Grewe
• Biotechnologie & Wirkstoffe: Prof. Rödig; Prof. Benndorf; Prof. Rozhon; Prof. Schilling
   

Das Projekt erforscht und entwickelt innovative Verfahren und Materialien zur Förderung einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft. Im Fokus stehen H₂-basierte thermische Prozesse, neue Recyclingverfahren für Altlasten und Klärschlamm, Strategien zur CO₂-Nutzung/-Fixierung in biobasierten Kunststoffen sowie die Entwicklung biologischer Materialien für den 3D-Druck architektonischer Bauteile. Dafür wird eine moderne technische Infrastruktur mit großformatigen und robotischen Drucksystemen eingesetzt. Das Forschungsprojekt umfasst zwei zentrale Themenbereiche, die von verschiedenen Arbeitsgruppen bearbeitet werden: 

• Prozess-, Mess- & Regelungstechnik: Prof. Herz
• Nachhaltige Baustoffe für 3D-Druck: Prof. Kretzer; Prof. Reich

Das Projekt verbindet intersektorales Fachwissen, umfangreiche Datenerfassung und Methoden der Künstlichen Intelligenz, um datengetriebene Lösungen in verschiedenen Anwendungsfeldern im Bereich der Informationstechnologien, Nachhaltigkeit und Life Sciences zu entwickeln. Dabei werden moderne Ansätze des maschinellen Lernens und Deep Learnings genutzt, um komplexe Zusammenhänge in unterschiedlichen Kontexten – von Umwelt- und Biodiversitätsanalysen bis hin zur Energieerzeugung – besser zu verstehen und zu optimieren. Ein Anwendungsbeispiel liegt in der Erforschung und Optimierung von Agri-PV-Anlagen, bei denen die Wechselwirkungen zwischen Umweltfaktoren und Energieproduktion untersucht werden. Das Forschungsprojekt umfasst zwei zentrale Themenbereiche, die von verschiedenen Arbeitsgruppen bearbeitet werden:

• Photovoltaiksysteme: Prof. Gottschalg; Prof. Meza
• Data Science, ML und KI-Auswertung: Prof. Bade; Prof. Groß; Prof. Hänig; Dr. Holstein

Medien ermöglichen das immersive Erleben von Umständen und Prozessen, die sonst nur indirekt oder nur mit größerem Aufwand erfahrbar sind. Dieses interdisziplinäre Projekt erforscht die mediale Darstellung von Klimawandelfolgen auf Stadt- und Landschaftsräume in Sachsen-Anhalt. Hierbei werden unter anderem erfasste Geodaten sonifiziert und mittels hochqualitativer 3D-Audioübertragung erlebbar gemacht. Das Forschungsziel ist die Entwicklung wirksamer Kommunikationsstrategien für die Umsetzung von Klimaneutralitätsmaßnahmen. Das Forschungsprojekt umfasst zwei zentrale Themenbereiche, die von verschiedenen Arbeitsgruppen bearbeitet werden: 

• Geoinformation und Vermessung: Prof. Pietsch; Prof. Pause; Prof. Koppers
• Digitale Mediensysteme: Prof. Carôt; Prof. Berger
   

Das Ziel dieses Forschungsprojekts EPABIK ist es, eine Sensor- und Elektronik-Anwendung zu entwickeln, die bestimmte Stoffe in bio-chemischen Flüssigkeiten erkennen und deren Verhalten analysieren kann. Zur Untersuchung von DNA-Molekülen werden Sensoren mit einer speziellen Gold-Oberfläche eingesetzt. Die Informationen über die Stoffe werden mit elektronischen Geräten erfasst und verarbeitet und können in vielen Bereichen nützlich sein, etwa in der Medizin oder in der Umweltforschung. Geplant ist, diese Ergebnisse in einer App abrufbar zu machen.

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Für Kommunen ist die Auswertung demografischer Daten besonders relevant, um evidenzbasierte Entscheidungen über die Entwicklung u.a. in den Bereichen Bildung, Arbeit, Gesundheitswesen und Infrastruktur zu treffen. In vielen Klein- und Mittelstädten in Sachsen-Anhalt fehlen jedoch häufig personelle und finanzielle Ressourcen für datengestützte Prognostik. Im Projekt KommProg sollen der Ist-Stand analysiert und die kommunalen Datenbedarfe eruiert werden, um niedrigschwellige Werkzeuge für demografische Datenanalyse entwickeln zu können.

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Öffentlich zugängliche Elektroladestationen sind regelmäßiger Gegenstand von Cyberangriffen. Neben den unrechtmäßigen Laden eines Elektrofahrzeuges können die Folgen weitaus gravierender sein: Angreifer können Zugriff auf die Zahlungsdaten verschiedener Nutzer erhalten oder die Kontrolle über Backend-Server und weitere Ladestationen übernehmen. Um die Sicherheitslücken in der E-Ladeinfrastruktur zu schließen, werden im Projekt SIMAC mehrere Ansätze verfolgt, die Lösungen für kommunale Energieversorger und regionale Dienstleister bieten.

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In Sachsen-Anhalt steht die ärztliche Versorgung vor großen Herausforderungen: Der demografische Wandel führt zu einer älteren Bevölkerung, was mit einem Anstieg chronischer Erkrankungen einhergeht. Gleichzeitig verschärft der Fachkräftemangel die Lage. Das Projekt ZVaG analysiert die haus- und fachärztliche Versorgung und untersucht Zugangsunterschiede durch die Teilnahme am Hausarztprogramm, den Versicherungsstatus (privat/gesetzlich) und die Region (Stadt/Land), um Lösungsansätze für eine effiziente und flächendeckende Versorgung zu entwickeln.

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Das Reibschweißen ist ein Pressschweißverfahren, bei dem die zum Fügen notwendige Energie in Form von Wärme rein durch die Relativbewegung zweier Bauteile unter gleichzeitiger Wirkung einer Axialkraft erzeugt wird. Das Verfahren erzeugt höchste Schweißqualität, ist gut automatisierbar sowie wenig fehleranfällig. Aufgrund des hohen Wirkungsgrads und der kurzen Schweißzeiten gilt dieser Fügeprozess als besonders ressourcenschonend und effizient. Eine Vielzahl an Werkstoffen sowie deren Kombinationen sind reibschweißbar.

Ziel des Vorhabens ist die Evaluation der erschließbaren Potenziale für Nutzensteigerung, Kostensenkung, Qualitätssteigerung sowie Umwelt- und Klimaschutz im Rahmen der Industrie 4.0, mit besonderem Fokus auf Leichtbauanwendungen und E-Mobilität sowie das Testen neuer ressourcenschonender Werkstoffpaarungen unter Berücksichtigung von Qualität und Kosten. Außerdem sollen Nachfrageeffekte evaluiert werden, die durch einen gezielten Einsatz von Industrie 4.0 im Kontext von geeigneten Schlüsselinnovationen der Green Economy erschlossen werden können.

• Projektleitung: Prof. Dr. Frank Trommer

Im Zentrum der Forschungsaktivitäten stehen sowohl die Kernthemen Klimaresilienz als auch Klimaneutralität, wobei der Schwerpunkt auf praxisnahen Lösungen für Städte und Regionen sowie der nachhaltigen Sicherung urbaner Lebensqualität liegt.

Die AG Ingenieurökologie bearbeitet dabei folgende zentrale Forschungsfragen:

Grünere Stadtplanung
Wie kann Stadtplanung „grüner“ gestaltet werden, um langfristig das Stadtklima, die Lebensqualität und die Gesundheit der Bewohner*innen positiv zu beeinflussen und dabei Ressourcenschonung nachhaltig zu integrieren und zu verstetigen?

Digitale Planungsinstrumente
Welche digitalen Instrumente ermöglichen eine integrative Bewertung klimaresilienter und ressourceneffizienter Maßnahmen bei der Flächennutzung sowie der Anpassung an den Klima- und Landnutzungswandel?

Klimaanpassungsmethoden und Grad der Naturbasiertheit
Welche Klimaanpassungsmethoden und -ansätze existieren, welchen Grad an Naturbasiertheit weisen sie auf, und wie lässt sich dieser quantifizieren?

Urbane Biodiversität und Biotopvernetzung
Welchen Beitrag leisten urbane Biodiversität und Biotopvernetzung zur Klimaanpassung? Welche Rolle spielen dabei Aspekte wie Geschlechter- und Klimagerechtigkeit?

Hemmnisse urbaner Klimaanpassung
Welche Hemmnisse bestehen bei der Klimaanpassung im urbanen Raum und unter welchen sozial-ökologischen Rahmenbedingungen können diese überwunden werden?

Naturgefahren und deren Auswirkungen
Welche Naturgefahren (wie Hitze, Starkregen, Sturm, Niedrigwasser oder Dürre) und deren Auswirkungen (zum Beispiel Wasserknappheit, Luftqualitätseinbußen durch Ozon, BVOC oder Feinstaub, Tierseuchen) erfordern welches Handlungspotenzial, insbesondere unter Berücksichtigung von Kaskadenereignissen?

Landnutzungsänderungen, Stadtböden und urbaner Metabolismus
Welche Rolle spielen Landnutzungsänderungen, die Beschaffenheit von Stadtböden und der urbane Metabolismus bei Anpassungsmaßnahmen? Wie können multifunktionale Landnutzung und das Stoffstrommanagement klimaresilient optimiert werden, insbesondere bei konkurrierenden Nutzungsansprüchen?

Pflanzenphysiologische Prozesse
Welche Rolle spielen pflanzenphysiologische Prozesse bei der Klimaregulation und Verbesserung der Luftqualität, und wie lassen sich diese quantifizieren und gezielt in der Stadtplanung nutzen?

• Projektleitung: Prof. Dr. Petra Schneider

Die Forschung setzt sich mehrere Aspekte zum Ziel. Dazu gehören die Entwicklung resilienter Konzepte zur Bewältigung extremer Umweltereignisse im urbanen Wasserkreislauf, die Ableitung von Handlungsempfehlungen hin zu klimaresistenten und flexiblen Wasserinfrastrukturen, die Entwicklung von Klimaanpassungskonzepten und Strategien eines klimasensiblen Flächenmanagements sowie sequenzielle Siedlungs- und Freiflächenentwicklung unter Berücksichtigung von Klimawirkungen und -risiken in der Region.

Zu den Lösungsansätzen gehören:

• Schwammstadtkonzept → Regenwassermanagement (Versickerung, Retention, Nutzung)
• Klimagerechte Abwasserbehandlung → Energie- und Ressourceneffizienz, Treibhausgasreduktion, Entfernung anthropogener Schadstoffe, Abwasserwiederverwendung
• Optimierung der Energiegewinnung → Abwasserwärme, Kraft-Wärme-Kopplung aus Klärgas/Biogas
• Anpassung der Abwasserinfrastruktur an extreme Wetterereignisse → dynamisch-flexible Kanalnetzbewirtschaftung mit intelligenten Steuerungskonzepten
• Einsatz von Mess- und Automationstechnik und Simulationsmodellen → Optimierung von Umweltanlagen und des Gesamtsystems (insbes. Kanalnetz, Abwasserreinigung, Energie) unter den Aspekten von Resilienz, Effizienz und Klimaschutz
   
• Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Wiese

Ob Hochwasser, Stromausfälle oder Hitzewellen - Krisen und Katastrophen stellen das Gesundheitssystem immer wieder vor große Herausforderungen. Um die Gesundheitsversorgung auch in Ausnahmesituationen sicherzustellen, ist eine gezielte Vorbereitung der Gesundheitsberufe unerlässlich. Dazu gehören auch Wissen und Kompetenzen, sich auf Krisensituationen angemessen vorzubereiten, in Krisensituationen zu reagieren und die langfristigen Folgen zu bewältigen.

Hier setzt das Forschungsprojekt „Disaster Literacy/Preparedness ausgewählter Gesundheitsberufe und Akteur:innen im Gesundheitswesen“ (LSA-DiLiP) der Hochschule Magdeburg-Stendal an. Das Projekt untersucht seit dem 1. November 2024, inwieweit das Vorbereiten auf und das Handeln in (klimabedingten) Krisen und Katastrophen bereits in den bestehenden Aus- und Weiterbildungscurricula in Sachsen-Anhalt berücksichtigt wird. Darauf aufbauend werden Möglichkeiten/Empfehlungen zur Ergänzung und Optimierung dieser Curricula erarbeitet. Gemeinsam mit relevanten Akteur:innen sollen praxisorientierte Module für die Integration in die Aus-, Fort- und Weiterbildung entwickelt werden.

• Projektleitung: Prof. Dr. Dagmar Arndt

E-Mail: lsa-dilip@sgm.h2.de

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Im Projekt wird ein Weiterbildungsmodul zum Thema alltagsintegrierte Bildung für nachhaltige Entwicklung in Kitas entwickelt. Dabei steht im Mittelpunkt, wie Alltagssituationen für Bildungsprozesse im Bereich der nachhaltigen Entwicklung genutzt und Kinder, Pädagog:innen und Familien für nachhaltiges, zukunftsorientiertes und selbstverantwortliches Denken und Handeln sensibilisiert und ihre Kompetenzen darin gestärkt werden können.

Das Weiterbildungsmodul setzt sich aus Good-Practice-Beispielen der konkreten Kita-Praxis, wissenschaftsbasiertem Wissen und Materialien zusammen, die Qualitätsentwicklungsprozesse anregen, unterstützen und reflektieren sollen. Zur Erarbeitung des Moduls kooperiert das Kompetenzzentrum Frühe Bildung intensiv mit vier Kitas und begleitet die Teams bei der Weiterentwicklung des Bildungsbereichs Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) sowie bei einer Stärkung der Bildungspartnerschaften mit den Familien mit Blick auf BNE.

• Projektleitung: Prof. Dr. Annette Schmitt, Prof. Dr. Jörn Borke, Dr. Anja Schwentesius

E-Mail: bine@h2.de

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Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung von Konzepten zur Steigerung der Resilienz und Nachhaltigkeit von Lieferketten im Kontext von Industrie 4.0. So sollen praxisorientierte Lösungen erforscht werden, die kleine und mittlere Unternehmen bei der Bewältigung globaler Unsicherheiten und ökologischer Herausforderungen unterstützen.

Dazu gehört die Konzeption eines Planspiels zur Lieferkettenresilienz auf Basis der Fischertechnik-Lernfabrik 4.0, welches ein eine vollständige Wertschöpfungskette vom Zulieferer bis zum Endkunden abbildet und reale Produktions-, Logistik- und Informationsflüsse integriert. In sechs Modulen sind Störungen wie Nachfrageschwankungen, Lieferengpässe oder Datenausfälle erfahrbar und es lassen sich Strategien zur Steigerung von Agilität und Robustheit entwickeln. Weiterhin soll ein Indikatorensystem zur Bewertung der Nachhaltigkeits- und Resilienzfähigkeit von Lieferketten erarbeitet und die Lernfabrik 4.0 durch KI-gestützte Objekterkennung mittels YOLOv8 weiterentwickelt werden.

• Projektleitung: Prof. Dr. Fabian Behrendt

Das Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung eines adaptiven Lokalisierungssystems, das mobile Roboter befähigt, nahtlos zwischen Innen- und Außenumgebungen zu wechseln. Hierbei werden unterschiedliche Sensortechnologien – wie LiDAR, GPS und IMU – integriert, um eine durchgängige, präzise Positionsbestimmung auch bei abrupten Kontextwechseln sicherzustellen. Das Ziel des Projekts ist die Schaffung eines robusten Multi-Map-Lokalisierungssystems. 

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Das Forschungsprojekt „BioSunBlocker“ konzentriert sich auf die Substitution von herkömmlichen UV-Absorbern in Sonnenschutzmitteln durch umwelt- und gesundheitsschonende Alternativen aus Siliziumdioxid (SiO₂). Dabei steht die Synthese sowie Untersuchung von neuartigen UV-A- und UV-B-Absorptionsformulierungen auf Basis von SiO₂-Nanopartikeln im Vordergrund. Ziel des Projektes ist es, eine tragfähige Alternative zu bisher verwendeten umweltschädlicheren Nanomaterialien für den Einsatz in Sonnenschutzmitteln zu finden.

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Das Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Zustandsüberwachung von Elektrolyseuren mit Hilfe von Schwingungssignalen. Ein wesentlicher Baustein für die Herstellung von grünem Wasserstoff als Energieträger der Zukunft sind Elektrolyseure, die elektrische Energie aus erneuerbaren Energiequellen nutzen. Eine zuverlässige Zustandsüberwachung ist dabei von strategischer Bedeutung.

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Das Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Entwicklung des Natrium-Calcium-Carbid-Basis-Verfahrens (NaCaCaBa) zur primären Herstellung von Carbiden und Hydriden aus Kohlenstoffquellen verschiedenster Provenienz wie z.B. Kohlendioxid, Methan oder diversen Abfallarten zur klimaneutralen Energie- und Rohstoffversorgung. Daran können weitere (i.d.R. dem Stand der Technik bekannte) chemisch-physikalische Prozesse angeschlossen werden, die weitgehende energetische und stoffliche Wertschöpfungsketten ermöglichen.

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Das Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Frage, ob extrusionsbasierte 3D-Druck-Fertigungstechnologien durch Verwendung von neuartigen Mehrachssystemen und durch Nutzung von recyceltem Material zur klimaneutralen Produktion von Leichtbauteilen genutzt werden können.

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Das Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Frage, wie Nachhaltigkeit in Unternehmen messbarer und transparenter gemacht werden kann. Grundlage dafür ist die neue Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD), die erstmals eine umfassende Datenbasis zur Nachhaltigkeitsleistung von Unternehmen schafft – über soziale, ökologische und Governance-Kriterien hinweg.

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Das Forschungsprojekt konzentriert sich auf nachhaltige Tourismuskonzepte im Beherbergungsgewerbe von Sachsen-Anhalt, mit besonderem Fokus auf klein- und mittelständische Unternehmen. Es soll untersucht werden, welche Faktoren Gäste zu umweltbewusstem Verhalten motivieren – von der Entscheidung für eine nachhaltige Unterkunft bis hin zur Zahlungsbereitschaft. Auf Basis der Untersuchungsergebnisse werden praxisnahe Strategien entwickelt oder bestehende Umwelt- und Klimamaßnahmen gezielt optimiert, um ihre Wirksamkeit und Akzeptanz im Beherbergungsgewerbe zu steigern.

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Das Forschungsprojekt konzentriert sich auf reproduktive Gesundheit von LSBTIN-Personen in Sachsen-Anhalt. Es handelt sich um eine qualitative Erhebung, die die medizinische und psychosoziale Versorgung der Zielgruppe im analogen und digitalen Raum untersucht. Sie hat das Ziel, Verbesserungsbedarfe zu identifizieren und somit die Gesundheitsversorgung von LSBTIN-Personen langfristig zu verbessern.

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Das Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Frage, ob – und wenn ja, wie – sich gesellschaftlich tradierter Antisemitismus auf institutioneller Ebene der polizeilichen Arbeit äußert. Dabei sollen nicht die individuellen Einstellungen der Beamt:innen Gegenstand der Untersuchung sein, sondern unbewusste Normen, Wissensbestände und organisationale Handlungslogiken. Ein besonderes Augenmerk soll zudem auf die antisemitismuskritische Bildungsarbeit gelegt werden.

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Das Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Entwicklung umweltfreundlicher Synthesemethoden für Polyvinylacetale. Die Acetalisierung von Diolen und Polyolen, wie z. B. Polyvinylalkohol, wird mit petrochemischen Lösungsmitteln, wie z. B. Dimethylsulfoxid (DMSO), technisch durchgeführt. Dabei fallen mit Lösungsmitteln verunreinigte Abwässer an, die für die Entsorgung über Kläranlagen problematisch sind. An der Hochschule Merseburg werden deshalb im Multigramm-Maßstab Methoden für die Herstellung verschiedener Polyvinylacetale in umweltfreundlichen Lösemitteln entwickelt.

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