Wasserstoff spielt eine entscheidende Rolle beim Einsatz in thermischen Prozessen. In einer Übergangsphase ist zu erwarten, dass Wasserstoff in zunehmenden Konzentrationen in technischen Verbrennungsprozessen und Industrieprozessen bisher genutzte fossile Brennstoffe ersetzt. Dies stellt eine Herausforderung an das Verständnis und das Design wie auch den sicheren Betrieb der jeweiligen Anlagen. Zur Entwicklung geeigneter Komponenten und Systeme werden daher Messtechniken und Simulationen benötigt.

Gemeinsam mit Partnern entwickeln verschiedene Fachgebiete der Universität Duisburg-Essen örtlich-zeitlich hochauflösende Simulationswerkzeuge, Systemsimulationen und optisch bildgebende Messmethoden. Diese erstrecken sich über eine Bandbreite von molekularem Detail über die Entwicklung neuer Sensorkonzepte bis zur Umsetzung im Anlagenmaßstab.

Darüber hinaus sind die Steigerung der Dynamik von Prozessen, die verlässliche Überwachung dynamischer Systeme sowie die Garantie der Funktionsfähigkeit und Sicherheit von Prozessen wie von Überwachungs- und Regelungsalgorithmen einschließlich KI-basierter Algorithmik in eingebetteten Systemen in vielen neuen Anwendungsfeldern die ‚Key-Enabler‘-Methoden und Technologien zur Realisierung neuer Funktionen sowie zum garantierten und sicheren Betrieb. Die methodischen und algorithmischen Beiträge der an diesem Themenfeld beteiligten Arbeitsgruppen beschäftigen sich daher u. a. mit Hybridantrieben und dem Powermanagement für rekuperationsfähige, wasserstoffbasierte Brennstoffzellenantriebe, der Realisierung eingebetteter Systeme mit Spezialhardware mit Laufzeitgarantie und minimalen Energieverbrauch, der signal-, modell- und datenbasierten Überwachung von sicherheitsrelevanten Materialien (Tanks), sowie der Analyse und dem Entwurf sicherheitsrelevanter Systeme im Sinne der funktionalen Sicherheit.