Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, Technische Chemie II durchgeführt. Die Hauptzielsetzung des Projektes ist die stoffliche Nutzung von CO2 als Kohlenstoff-Baustein für chemische Zwischenprodukte, die (i) sich wirtschaftlich darstellen lässt, (ii) effizient ist im Sinne der gesamten CO2- und Energiebilanz und (iii) ein großes Reduktionspotential an kohlenstämmigem CO2 bietet. Dabei ist ein Vorhabensziel die Hydrierung von CO2 zu Ameisensäure mit Hilfe geeigneter Katalysatoren; letztere müssen entwickelt werden. Entwicklung heterogener Katalysatoren für die CO2-Hydrierung zu Ameisensäure, die aktiv, selektiv und laufzeitstabil sind. Neue Ansätze, die auf dem Wege der heterogenen Katalyse an der TU Darmstadt verfolgt werden sollen, bestehen in (a) dem Einsatz von immobilisierten Metall-Komplexen, die an (funktionalisierten) Trägern gebunden sind (Stärkung der CO2-Adsorption); (b) der Anwendung Ionischer Flüssigkeiten (ILs) als Bulk-Lösungsmittel bzw. Task Specific ILs (Erhöhung der CO2-Löslichkeit) und via geträgerter, mit einem dünnen IL-Film beschichteter Metall-Katalysatoren, sogen. SCILL-Systeme/Supported Catalysts with an Ionic Liquid Layer (Erhöhung von CO2-Adsorption und -löslichkeit) und (c) dem Einsatz bimetallischer Gold-Katalysatoren sowie von (d) Übergangsmetall-Oxiden.
Das Projekt "REleaMag - Suche nach neuen hartmagnetischen Phasen mit hoher Energiedichte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert Bosch GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel des Projekts ist das Auffinden von bisher nicht bekannten hartmagnetischen Phasen mit hoher Energiedichte. Diese Phasen befinden sich mit hoher Wahrscheinlichkeit in Systemen der Seltenerd- (RE) und Übergangsmetalle (TM). Gesucht werden Phasen, die sich durch eine Zusammensetzung auszeichnen, die die ökonomische wie technologische Abhängigkeit von einzelnen RE-Metallen reduziert. Das Eigenschaftsprofil sowie die Kostensituation dieser Magnetwerkstoffe soll den Grundstein für den Erfolg neuer Antriebskonzepte im Bereich der Elektromobilität legen. 2. Arbeitsplanung Zielvorgabe: Das Anforderungsprofil für Hartmagnete in E-Antrieben wird aus den Systemrandbedingungen seitens Bosch vorgegeben. Definition Suchrichtung: Zur effizienten Suche nach neuen Materialien werden Methoden kombiniert und gezielt weiterentwickelt. Bei Bosch sind dies die ab-initio-Werkstoffmodellierung zusammen mit dem IWM Freiburg zur Vorhersage von magnetischen Eigenschaften von Phasen in Systemen mit TM, RE und Additiven. Sowie der Aufbau einer Datenbank als Expertensystem und effiziente experimentelle Methoden zur Gefügeanalyse neuer Werkstoffe. Suche: Experimentelle High-Throughput-(HT-)Methoden an der HS Aalen. Standortbestimmung: Abschätzung der hartmagnetischen Eigenschaften der Phasen mit HT-fähigen Analysemethoden aus dem Domänenmuster durch Bosch und HS Aalen. Erstes Upscaling: Charakterisierung kunststoffgebundener Magnetproben der Magnetfabrik Bonn durch Bosch.
Das Projekt "REleaMag - Suche nach neuen hartmagnetischen Phasen mit hoher Energiedichte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Aalen, Hochschule für Technik und Wirtschaft, Institut für Materialforschung durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel des Projekts ist das Auffinden von neuen hartmagnetischen Phasen mit hoher Energiedichte mittels effizienten Synthese- und Analysemethoden. Die Phasen sollen sich durch eine Zusammensetzung auszeichnen, die die ökonomische wie technologische Abhängigkeit von einzelnen RE-Metallen reduziert. Darüber hinaus werden die interessantesten der neu gefundenen intermetallischen Phasen isoliert hergestellt und ihre Eigenschaften systematisch charakterisiert. 2. Arbeitsplanung Das Projektvorhaben setzt sich für die Hochschule Aalen aus folgenden Arbeitspaketen zusammen: 1. Literaturaufbereitung/Datenbank/Visualisierung bezüglich der RE-TM-Phasen sowie der High-Throughput-Experimente und der damit erzielten Kenngrößen. 2. Effiziente Synthese neuer Phasen (Methode der Diffusionspaare), insbesondere Systeme mit RE-Metallen hoher Verfügbarkeit (Nd-Substituenten, Mischmetalle, Additive) und Systeme mit geringem RE-Gehalt. 3. Effiziente Analyse der mittels effizienter Synthese hergestellter Proben (quantitative Gefügeanalyse mittels korrelativer Mikroskopie, einschließlich der Auswertung von Domänenmustern im Kerr-Mikroskop). 4. Separate Herstellung der interessanten neuen Phasen im Lichtbogenofen und durch kontrolliertes Abkühlen. 5. Charakterisierung der Magneteigenschaften,der Kristallstruktur und der Gefügeeigenschaften der reinen Phasen. 6. Charakterisierung der Magneteigenschaften von schnellabgeschrecktem Bandmaterial. 7. Pulverisierung von Proben.
Das Projekt "Metall/Luft Systeme, insbesondere Al/-Si/Luft Batterien - Teilvorhaben: In-Situ-Charakterisierung und Synthese der Elektroden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-9: Grundlagen der Elektrochemie durchgeführt. Ziel des Gesamtvorhabens AlSiBat ist es die perspektivischen Realisierungsmöglichkeiten von Me/Luft Batterien - insbesondere von Al/Luft und Si/Luft Batterien - in Hinblick auf wichtige Eigenschaften wie Wiederaufladbarkeit, Zyklenfestigkeit und Umweltverträglichkeit untersuchen und die in diesen Batterien verwendbaren Werkstoffe weiter zu entwickeln. Ziele der Teilprojekte am IEK-9 sind die Identifikation der grundlegenden elektrochemischen Prozesse und Transportmechanismen sowie der Vorgänge an den Grenzschichten, wobei diese auf atomistischer und makroskopischer Ebene experimentell untersucht werden. Anhand der Zusammenhänge sollen die Mechanismen die die Eigenschaften der Batterien bestimmen erkannt und darauf aufbauend eine systematische Materialentwicklung in diesem Bereich betrieben werden. Am IEK-9 werden drei Teilprojekte bearbeitet. Anodenseitig werden neue Elektrodenmaterialien auf der Grundlage von Al- und Si-basierten Legierungen entwickelt; auf der Kathodenseite wird die Eignung von Kohlenstoff-Trägermaterialien mit Übergangsmetallkatalysatoren für die Batterien untersucht. Die mikroskopischen Transformationsvorgänge und Transportmechanismen werden mit NMR und XPS, die makroskopischen elektrochemischen Charakteristika werden unter variierenden Umgebungsbedingungen mit Chronoamperometrie, Zyklovoltametrie und EIS analysiert. Die Grenzflächeneigenschaften werden mit XPS, AFM, EPR und 'rotating-disc' Techniken untersucht.
Das Projekt "PROFORMING - Ressourcen- und Energieeffiziente Reaktionen für die Chemische Industrie - PROzessinnovationen für die HydroFORMylieruNG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dortmund, Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl für Technische Chemie A (Chemische Prozessentwicklung) durchgeführt. Im vorliegenden Teilprojekt 'Miniplant-Auslegung, Aufbau, Betrieb und Optimierung für die Hydroformylierung' soll die übergangsmetallkatalysierte Hydroformylierung von Alkenen zu Aldehyden und/oder Alkoholen in ein kontinuierliches Verfahren im Kleinmaßstab umgesetzt werden. Für die neu entwickelten Iridium-, Ruthenium-, Palladium- und/oder Eisen-Katalysatoren soll gleichzeitig ein effizientes Recyclingsystem entwickelt und in der Miniplant validiert werden. Dabei soll insbesondere die Flüssig-Flüssig-Zweiphasentechnik Verwendung finden. Mit Hilfe eines Online-Gaschromatographen soll die Steuerung der Anlage optimiert und eine bestmögliche Parameterkonfiguration ermittelt werden. Die Miniplant soll das Basic Design einer zukünftigen Produktionsanlage liefern und eine Kostenabschätzung des Gesamtverfahrens ermöglichen. Zur Analytik der komplexen Reaktionsfolge wird als erstes eine umfassende GC- und LC-Methodenentwicklung stattfinden. Um die Miniplant, sowohl die Reaktions- als auch die Separations-Einheiten, optimal auslegen zu können, muss dann eine intensive Untersuchung der Reaktionskinetik erfolgen. Schließlich ist die Miniplant auszulegen, zu erstellen und in Betrieb zu nehmen. Durch umfassende Untersuchungen an der Miniplant sollen die entscheidenden Grundlagen gelegt werden für die Entwicklung einer neuen ressourceneffizienten Hydroformylierungstechnik auf Basis kostengünstiger und nachhaltiger Katalysatorsysteme.