(Frankfurt a. M., 02.12.2025) Nachwuchs wird in der Elektrotechnik dringend gesucht, so dass Initiativen wie der Dr. Wilhelmy VDE Preis immer weiter an Bedeutung gewinnen. Denn zum einen wird damit insgesamt eine größere Aufmerksamkeit für die Bedeutung der Elektrotechnik für die moderne Gesellschaft erzielt. Zum anderen zeigen die Preisträgerinnen als Role Models auf, wie erfolgreich Frauen heute in der weiterhin männlich geprägten Disziplin ihren Weg gehen und an zentralen Zukunftsthemen arbeiten. Verliehen wird der Preis im Rahmen einer VDE Veranstaltung einmal jährlich von der Dr. Wilhelmy-Stiftung und dem VDE. 2025 war der Dr. Wilhelmy VDE Preis zu Gast beim VDE Hauptstadtforum in Berlin, wo auch die Preisträgerinnen und Preisträger der VDE ITG Preise ausgezeichnet wurden.
Entwicklung von Brennstoffzellen beschleunigen
Über Umwege sei sie zur Elektrotechnik gelangt, erzählt Dr.-Ing. Miriam Schüttoff, die ursprünglich aus den Umweltingenieurwissenschaften kommt. Durch ihr Interesse an erneuerbaren Energien rückte schnell die Energietechnik in den Fokus. „Zu der Zeit hat mich der Wasserstoff gepackt“, sagt Schüttoff. „Wenn man ihn an den richtigen Stellen einsetzt und die Produktion klug organisiert, ist er die Antwort für viele Probleme. Deshalb wollte ich in meiner Promotion an der Universität Ulm eine der zentralen Herausforderungen lösen.“
In der Entwicklung von sogenannten Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC) ist ein Knackpunkt die zuverlässige Prognose der Lebensdauer. Bislang werden dafür in der Industrie realitätsnahe Lebensdauertests durchgeführt, die mehrere Jahre dauern. In der Forschung hingegen werden einzelne Materialien oder Komponenten getestet, was die Aussagekraft für Systemanwendungen reduziert. „Ich habe zentrale Aspekte aus beiden Welten kombiniert, im Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg an großen Stacks beschleunigte Lebensdauertests entwickelt und mit einem eineinhalbjährigen Referenztest abgeglichen,“ erklärt Schüttoff.
Dabei hat sich gezeigt, dass ihr Ansatz funktioniert und zuverlässige Lebensdauertests für verschiedene Anwendungen signifikant beschleunigt. Außerdem wurde deutlich, dass Betriebsbedingungen wie Temperatur oder Feuchte sehr viel entscheidender sind für die Lebensdauer der Zelle als das Lastenprofil der Anwendung. „Das Verfahren ist so nah an der Praxis, dass mein Ansatz bereits bei einem führenden OEM eingesetzt wird.“ Schüttoff selbst ist nun an der Hochschule für angewandte Wissenschaften in Kempten am Aufbau des neuen Instituts für Wasserstofftechnologie beteiligt und wird dort das Thema weiter voranbringen.
Rechnernetze sicher und effizient auslegen
Rechnernetze haben Dr.-Ing. Lisa Maile schon früh fasziniert, weil sie von der Industrieautomation bis zur Fahrzeugtechnik vielfältige Anwendungen ermöglichen. „Ein gutes Beispiel ist der elektronische Bremsassistent bei Vollbremsungen“, erklärt Maile. „Wir gehen davon aus, dass er im Notfall funktioniert. Dahinter laufen aber komplexe Prozesse, für die eine zuverlässige Echtzeitkommunikation im Rechnernetz unabdingbar ist.“ Zur Übertragung unterschiedlicher Datenströme werden herkömmlich separate Netzwerke verwendet – hohe Kosten und eine ineffiziente Nutzung von Ressourcen sind die Folge. Die IEEE 802.1 Task Group entwickelte daher mit TSN (Time Sensitive Networking) einen Standard, der die Übertragung verschiedener Informationen innerhalb eines Netzwerks ermöglichen soll.
In ihrer Dissertation setzte Maile sich mit der Frage auseinander, wie sich solche Echtzeitnetzwerke bei minimalen Anforderungen an die Hardware sicher und flexibel auslegen lassen. „Es geht im Kern darum, dass Daten im System nicht zu lange in der Warteschlange – dem sogenannten Puffer – stehen dürfen, da sie sonst verloren gehen“, erklärt Maile. „Die zentralen Fragen lauten: Welche Verzögerungen können wir garantieren? Wie sind redundante Datenübertragungen zu organisieren? Welche Veränderungen am System sollen in Zukunft möglich sein? Wenn man diese Punkte im Sinne von Safety by Design gleich zu Beginn mitdenkt, lassen sich Datenverluste zuverlässig vermeiden.“
Maile entwickelte auf Basis ihrer Forschung ein Tool, mit dem sich die erforderlichen Parameter für ein Netzwerk einfach ermitteln lassen, und glich die Vorgaben in den industriellen TSN-Standards mit formalen wissenschaftlichen Methoden ab. Dabei identifizierte sie mehrere Unschärfen in den Berechnungsmodellen, die in der Praxis zu einer Gefährdung der Sicherheit führen können. Die TSN Task Group hat sie nun als Editor eingeladen, um den Standard in der Arbeitsgruppe zu überarbeiten. „Das ist natürlich klasse. Als Assistenz-Professorin an der Eindhoven University of Technology werde ich zudem weiter an Rechnernetzen arbeiten. Mein Ziel ist es, formale Methoden für die Praxis einsetzbar zu machen, um Wissenschaft und Industrie enger zusammenzubringen,“ freut sich Maile.
Laser in optische Chips für Glasfaserkommunikation integrieren
Welche physikalischen Prinzipien hinter der Ausbreitung von Licht stehen, war für Dr.-Ing. Arezoo Zarif bereits in ihrer Schulzeit ein spannendes Phänomen. Daher entschied sie sich für ein Studium der Elektrotechnik mit Schwerpunkt optische Kommunikation an der Sharif University of Technology Teheran und absolvierte dort ihren Master. Für ihre Dissertation an der Technischen Universität Dresden fokussierte sie auf einen Kernpunkt der optischen Chiparchitektur: „Das Ziel meiner Forschung war es, eine optische Isolation auf dem Siliziumchip zu realisieren. Sie ist die Voraussetzung für die Integration des Lasers, also der Lichtquelle, auf dem Siliziumchip, denn der Laser darf nicht von Rück-Reflexionen getroffen werden,“ erklärt Zarif. „Das ist die zentrale Herausforderung auf dem Weg zum nächsten großen Schritt für die Forschung im Bereich der Silizium-Photonik .“
Die Optikexpertin suchte nach einer Möglichkeit, einen optischen Isolator in den Siliziumchip einzubauen, der das Licht nur in eine Richtung durchlässt und somit den Laser schützt. Durch diese Lösung sind keine externen Isolatoren mehr notwendig, was im Gesamtsystem Platz, Energie und Kosten einspart und die Leistung erhöht. „Großrechner in der Industrie oder Telekommunikationsnetzwerke brauchen sehr hohe Datenraten. Wichtig war mir bei meiner Forschung, dass der entwickelte Chip die dafür notwendige Performance bringt und am Ende in Masse produziert werden kann.“
Dies erreichte Zarif durch die Verwendung eines sogenannten Mikroringmodulators, den sie auf einem mit Siliziumsubstrat produzierten Chip integrierte. Um die Entwicklung aus ihrer Dissertation noch näher an die Anwendung zu bringen, plant Zarif, Forschungsprojekte zu beantragen und ein Patent anzumelden. Derzeit arbeitet sie als Postdoktorandin an der Technischen Universität Dresden an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik im Bereich Quantenkommunikation. „Das ist ein sehr spannendes Feld, und natürlich geht es auch hier darum, einen leistungsstarken optischen Chip zu entwickeln.“
Bildmaterial der Preisträgerinnen steht Ihnen hier zur Verfügung.
