Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Kernenergetik und Energiesysteme durchgeführt. Das übergeordnete wissenschaftliche Ziel des Verbundvorhabens ist die Untersuchung des Wärmeübergangs bis zur Siedekrise (CHF) und darüber hinaus (Post-CHF) bei hohen Drücken. Hierzu soll der Einfluss verschiedener Parameter auf CHF und Post-CHF experimentell untersucht und mit den Ergebnissen eine umfangreiche Datenbank aufgebaut werden. Numerische Simulationen mit CFD-Programmen sollen zum besseren Verständnis der zu untersuchenden Phänomene beitragen und die experimentellen Arbeiten unterstützten. Auf Basis der hierdurch gewonnenen Erkenntnisse sollen vorhandene Modelle zur Vorhersage des CHF und des Post-CHF Wärmeübergangs bewertet, verbessert (oder ggf. neu entwickelt) und anhand der experimentellen Daten validiert werden. Hierdurch soll vor allem auch die Übertragbarkeit auf unterschiedliche Fluide gewährleistet sein. Die im Vorhaben entwickelten validierten Modelle sollen in das STH-Programm ATHLET implementiert und damit dessen Aussagekraft speziell auch für innovative nukleare Systeme mit überkritischen Fluiden verbessert werden. Im Teilvorhaben MEADOW sollen in der Versuchsanlage SCARLETT Experimente mit dem Kühlmittel Kohlenstoffdioxid (CO2) zu CHF und Post-CHF überwiegend unter Bedingungen mit hohem Dampfanteil durchgeführt damit zur im Verbundprojekt aufzubauenden Datenbank beigetragen werden. Die Modellentwicklung im Teilvorhaben konzentriert sich auf die Phänomene des kritischen Wärmeübergangs bei hohen Dampfanteilen, für die das Abreißen oder Austrocknen des wandnahen Flüssigkeitsfilms als bestimmend angesehen wird.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl für Energiesysteme durchgeführt. In den zukünftigen nuklearen Systemen kommen überkritische Fluide immer häufiger zum Einsatz. Für die Sicherheitsbewertung eines thermohydraulischen Systems mit überkritischen Fluiden sind die genauen Kenntnisse des Wärmeübergangs in einem breiten Druckbereich unentbehrlich. Bei Lasttransienten werden dabei auch unterkritische Drücke und die damit verbundenen Siedekrisen für die Systemsicherheit relevant. Während die Siedekrisen zwar bis zu einem reduzierten Druckverhältnis von 0,7 gut erforscht sind, existiert eine Forschungslücke bei höheren Drücken. Das übergeordnete Ziel dieses Verbundvorhabens ist die Untersuchung und Modellierung des Post-CHF Wärmeübergangs im hohen Druckbereich. So sollen konzertiert mit drei unterschiedlichen Fluiden (Wasser, CO2 und R134a) vergleichbare Experimente durchgeführt werden, was eine Skalierung von Modellen und Korrelationen erst ermöglicht. Die Ergebnisse sollen zudem in die Thermohydraulische Systemsoftware Athlet implementiert werden, um eine direkte Anwendbarkeit der Ergebnisse sicherzustellen. In diesem Teilprojekt werden die Versuche mit dem Arbeitsmedium Wasser adressiert und damit die folgenden wissenschaftlichen und technischen Ziele angestrebt: - Experimentelle Untersuchungen des Post-CHF Wärmeübergangs bei hohen Drücken; - Aufbau einer experimentellen Datenbank für CHF und Post-CHF Wärmeübergang in Kreisrohrgeometrie mit Wasser als Arbeitsfluid; - Modellierung des DNB Wärmeübergangs, sowohl durch mechanistische Modelle als auch durch empirische Korrelationen (andere Phänomene werden von den Verbundprojektpartnern untersucht); - Bewertung und Entwicklung der Fluid-zu-Fluid Skalierungsmodelle für den DNB Wärmeübergang; - Erweiterung des STH-Programms ATHLET durch die Implementierung der neuen Modelle für den DNB Wärmeübergang.
Das Projekt "EarLiMet - Early stage - Metallrückgewinnung für das energie- und ressourceneffektive Recycling von Li-Ionen-Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie durchgeführt. Das EarLiMet-Projekt beschäftigt sich mit der frühzeitigen Abtrennung von Wertstoffen wie Lithium aus dem Batterierecycling. Der Hauptprozess beschäftigt sich mit einem innovativem CO2 Direktcarbonatisierungsverfahren (COOL Prozess), wo superkritisches CO2 Lithium in leicht abtrennbares, direkt wiederverwendbares Lithiumcarbonat überführt werden soll. Das Teilvorhaben 'Analytik' und die darin geplanten Arbeitspakete behandeln die Problematik der detaillierten Analyse sowohl der Ausgangsstoffe als auch der Zwischenprodukte einzelner Prozessschritte. Hierzu sollen bereits vorhandene Methoden angepasst und kombiniert werden um die Schwächen einzelner Methoden zu überwinden. Hauptsächlich sollen Elektronenstrahlmethoden (sog. Mineral Liberation Analyser, MLA), Röntgenmethoden (Röntgendiffraktometrie XRD) und Gesamtchemische Methoden (ICP-OES/AAS) eingesetzt werden. Während die MLA nur über Umwege leichte Element wie Lithium und dessen Phasen bestimmen kann, ergeben sich für XRD andere Probleme, wie Peaküberlagerung von (inter)metallischen Verbindungen. Durch die Kombination der Methoden soll hier eine mögliche Analysenroute geschaffen werden. Außerdem wird durch die Implementierung eines Ringversuches ein Werkzeug zur Qualitätskontrolle von Analysen (z.B. im Prozess) geschaffen.
Das Projekt "Teilvorhaben TUBAF-ITC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Gegenstand des Forschungsvorhabens EARLIMET ist die Entwicklung eines umfassend ressourceneffizienten, vorwiegend hydrometallurgischen Recyclings der Wertstoffe in Li-Ionen-Batterien bis zur Ebene von TLR 5/6. Es wird eine vollständige Betrachtung und Bilanzierung des Gesamtprozesses einschließlich aller benötigten Prozesschemikalien und der anfallenden Prozesslösungen und -wässer angestrebt. Hintergrund des möglichst vollständigen Recyclings ist die Forderung zur Schließung von Stoffkreisläufen für den Einsatz von Li-Ionen-Batterien, insbesondere im Bereich der Elektromobilität, um nicht nur unabhängiger von Importen zu sein, sondern vielmehr auch die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit solcher Energiespeicher zu verbessern. Das Teilvorhaben zielt auf die Umsetzung des innovativen, hydrometallurgischen Prozesses der Direktcarbonatisierung von Lithium aus Li-Ionen-Batterien mit einer reproduzierbaren Gesamt-Li-Ausbeute von mehr als 95 % ab. Beim COOL-Prozess wird der Lithiumanteil aus der generierten Schwarzmasse durch CO2-Laugung als marktfähiges Lithiumcarbonat in battery grade-Qualität (bg-Li2CO3, größer als 99,5 %) ausgebracht. Der innovative Charakter besteht in der Nutzung von CO2 im überkritischen Zustand zur Bildung von Li2CO3 über den Zwischenschritt der Bildung von LiHCO3 und seiner ganzheitlichen und damit wirtschaftlichen Verfahrensführung. Es fallen nahezu keine Abfallmengen an. Damit wird dem Zero-Waste-Ansatz nahegekommen, der als Idealzustand eine abfallfreie Produktion beschreibt. Die ganzheitlichen Verfahren stellen eine besondere verfahrenschemische Herausforderung dar. Sie sind als moderne, zukunftsweisende Verfahrenskonzepte keiner klassischen Disziplin mehr zuordbar. Es greifen chemische, verfahrenstechnische, hydrometallurgische Ansätze etc. ineinander. Insbesondere lässt sich anhand des COOL-Prozesses eindrucksvoll belegen, dass Zero-Waste-Prozesse selbst unter wirtschaftlich kompetitiven Bedingungen realisierbar sind.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft - Abfallressourcenwirtschaft (V-9) durchgeführt. Natürliche Triterpen-Verbinungen finden ein sehr breites Anwendungsspektrum in der Kosmetik- und Pharmaindustrie, beginnend bei feuchtigkeitsspendender Hautcreme, über antimikrobielle, entzündungshemmende, antivirale und antitumorale bis hin zu hepatoprotektiven bzw. tumortherapeutischen Präparaten. Die Verfahren zur Herstellung dieser Produkte basieren jedoch auf einer wenig nachhaltigen, destruktiven Ausbeutung mariner Ressourcen (Fischöl, Haifischlebertran) und fossiler Rohstoffe oder wenig effizienter Landwirtschaft, vorwiegend in Entwicklungsländern, in denen diese mit dem Anbau von Nahrungsmitteln konkurriert. Das Kooperationskonsortium Sus-Terpen, bestehend aus zwei KMUs und zwei akademischen Partnern, beabsichtigt die Entwicklung einer neuartigen, hocheffizienten Plattformtechnologie zur Herstellung der Triterpene Squalen, Oleanol- und Ursolsäure in der marinen Mikroalge Schizochytrium sp.. Um dieses Ziel zu erreichen nutzt Sus-Terpen reiterative Stammentwicklung und kombiniert Bioprozessentwicklung mit einer maßgeschneiderten Downstream-Technologie, basierend auf dem umweltfreundlichen, superkritischen CO2. Um mehr Nachhaltigkeit in der biotechnologischen Produktion zu generieren und damit einen Schritt hin zu einer ökologischen Recyclingwirtschaft mit geschlossenen Stoffkreisläufen zu beschreiten, beabsichtigen die Projektpartner eine Implementierung von organischen Nebenstoffen als Fermentationssubstrate sowie prozessinterner Rohstoff- und Energierückgewinnungskonzepte mittels anaerobem Biogasprozess. Besonderer Fokus wird auf die Nutzung von Rohstoffen marinen Ursprungs gesetzt, z.B. Makroalgen- und Pilzbiomasse, Meeresalgentreibgut und Nebenstoffen aus der Verarbeitung mariner Nahrungsmittel. Durch den Transfer der Entwicklungsergebnisse in den Pilotmaßstab innerhalb der Projektlaufzeit sowie die Anmeldung gewerblicher Schutzrechte entlang der gesamten Produktionskaskade, soll eine unmittelbare Kommerzialisierung beschleunigt werden.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BioActive Food GmbH durchgeführt. Natürliche Triterpen-Verbinungen finden ein sehr breites Anwendungsspektrum in der Kosmetik- und Pharmaindustrie, beginnend bei feuchtigkeitsspendender Hautcreme, über antimikrobielle, entzündungshemmende, antivirale und antitumorale bis hin zu hepatoprotektiven bzw. tumortherapeutischen Präparaten. Die Verfahren zur Herstellung dieser Produkte basieren jedoch auf einer wenig nachhaltigen, destruktiven Ausbeutung mariner Ressourcen (Fischöl, Haifischlebertran) und fossiler Rohstoffe oder wenig effizienter Landwirtschaft, vorwiegend in Entwicklungsländern, in denen diese mit dem Anbau von Nahrungsmitteln konkurriert. Das Kooperationskonsortium Sus-Terpen, bestehend aus zwei KMUs und zwei akademischen Partnern, beabsichtigt die Entwicklung einer neuartigen, hocheffizienten Plattformtechnologie zur Herstellung der Triterpene Squalen, Oleanol- und Ursolsäure in der marinen Mikroalge Schizochytrium sp.. Um dieses Ziel zu erreichen nutzt Sus-Terpen reiterative Stammentwicklung und kombiniert Bioprozessentwicklung mit einer maßgeschneiderten Downstream-Technologie, basierend auf dem umweltfreundlichen, superkritischen CO2. Um mehr Nachhaltigkeit in der biotechnologischen Produktion zu generieren und damit einen Schritt hin zu einer ökologischen Recyclingwirtschaft mit geschlossenen Stoffkreisläufen zu beschreiten, beabsichtigen die Projektpartner eine Implementierung von organischen Nebenstoffen als Fermentationssubstrate sowie prozessinterner Rohstoff- und Energierückgewinnungskonzepte mittels anaerobem Biogasprozess. Besonderer Fokus wird auf die Nutzung von Rohstoffen marinen Ursprungs gesetzt, z.B. Makroalgen- und Pilzbiomasse, Meeresalgentreibgut und Nebenstoffen aus der Verarbeitung mariner Nahrungsmittel. Durch den Transfer der Entwicklungsergebnisse in den Pilotmaßstab innerhalb der Projektlaufzeit sowie die Anmeldung gewerblicher Schutzrechte entlang der gesamten Produktionskaskade, soll eine unmittelbare Kommerzialisierung beschleunigt werden.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von S2B GmbH & Co. KG durchgeführt. Natürliche Triterpen-Verbinungen finden ein sehr breites Anwendungsspektrum in der Kosmetik- und Pharmaindustrie, beginnend bei feuchtigkeitsspendender Hautcreme, über antimikrobielle, entzündungshemmende, antivirale und antitumorale bis hin zu hepatoprotektiven bzw. tumortherapeutischen Präparaten. Die Verfahren zur Herstellung dieser Produkte basieren jedoch auf einer wenig nachhaltigen, destruktiven Ausbeutung mariner Ressourcen (Fischöl, Haifischlebertran) und fossiler Rohstoffe oder wenig effizienter Landwirtschaft, vorwiegend in Entwicklungsländern, in denen diese mit dem Anbau von Nahrungsmitteln konkurriert. Das Kooperationskonsortium Sus-Terpen, bestehend aus zwei KMUs und zwei akademischen Partnern, beabsichtigt die Entwicklung einer neuartigen, hocheffizienten Plattformtechnologie zur Herstellung der Triterpene Squalen, Oleanol- und Ursolsäure in der marinen Mikroalge Schizochytrium sp.. Um dieses Ziel zu erreichen nutzt Sus-Terpen reiterative Stammentwicklung und kombiniert Bioprozessentwicklung mit einer maßgeschneiderten Downstream-Technologie, basierend auf dem umweltfreundlichen, superkritischen CO2. Um mehr Nachhaltigkeit in der biotechnologischen Produktion zu generieren und damit einen Schritt hin zu einer ökologischen Recyclingwirtschaft mit geschlossenen Stoffkreisläufen zu beschreiten, beabsichtigen die Projektpartner eine Implementierung von organischen Nebenstoffen als Fermentationssubstrate sowie prozessinterner Rohstoff- und Energierückgewinnungskonzepte mittels anaerobem Biogasprozess. Besonderer Fokus wird auf die Nutzung von Rohstoffen marinen Ursprungs gesetzt, z.B. Makroalgen- und Pilzbiomasse, Meeresalgentreibgut und Nebenstoffen aus der Verarbeitung mariner Nahrungsmittel. Durch den Transfer der Entwicklungsergebnisse in den Pilotmaßstab innerhalb der Projektlaufzeit sowie die Anmeldung gewerblicher Schutzrechte entlang der gesamten Produktionskaskade, soll eine unmittelbare Kommerzialisierung beschleunigt werden.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Lebensmittelchemie durchgeführt. Natürliche Triterpenverbindungen finden ein breites Anwendungsspektrum in der pharmazeutischen und Kosmetikindustrie, von feuchtigkeitsspendender Hautcreme über antimikrobielle, entzündungshemmende, antivirale und antiumorale bis hin zu hepatoprotektiven bzw. tumortherapeutischen Präparaten. Die Produktionsverfahren zu ihrer Herstellung basieren auf einer wenig nachhaltigen, destruktiven Ausbeutung mariner Ressourcen (Fischöl, Haifischlebertran), fossilen Rohstoffen oder wenig effizienter Landwirtschaft in Ländern, wo diese mit dem Anbau von Nahrungsmitteln konkurriert. Das Kooperationskonsortium Sus-Terpen, bestehend aus zwei KMUs und zwei akademischen Partnern beabsichtigt die Entwicklung einer neuartigen, hocheffizienten Plattformtechnologie zur Herstellung der Triterpene Squalen, Oleanol- und Ursolsäure in der marinen Mikroalge Schizochytrium sp.. Um dieses Ziel zu erreichen, nutzt Sus-Terpen reiterative Stammentwicklung mittels klassischer und rekombinanter Methoden und kombiniert Bioprozessentwicklung mit einer maßgeschneiderten Downstream-Technologie, basierend auf umweltfreundlichem superkritischen CO2. Um mehr Nachhaltigkeit in der biotechnologischen Produktion zu generieren und damit einen Schritt vorwärts auf dem Weg zu einer ökologischen Recyclingwirtschaft mit geschlossenen Stoffkreisläufen zu beschreiten, beabsichtigen die Projektpartner eine Implementierung von organischen Nebenstoffen als Fermentationssubstrate sowie prozessinterner Rohstoff- und Energierückgewinnungskonzepte mittels anaerobem Biogasprozess. Besonderer Fokus wird auf die Nutzung von Rohstoffen marinen Ursprungs gesetzt, z.B. Makroalgen- und Pilzbiomasse, Meeresalgentreibgut und Nebenstoffen aus der Verarbeitung mariner Nahrungsmittel. Durch den Transfer der Entwicklungsergebnisse in den Pilotmaßstab innerhalb der Projektlaufzeit sowie die Anmeldung gewerblicher Schutzrechte entlang der Produktionskaskade soll eine unmittelbare Kommerzialisierung beschleunigt werden.
Das Projekt "Ressourcenschonende Produktion eines nanozellularen Polystyrol-Hochleistungsdämmstoffs, hergestellt mittels überkritischem CO2 + Messprogramm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SUMTEQ GmbH durchgeführt. Die SUMTEQ GmbH ist ein junges Start-Up mit Sitz in Düren (Nordrhein-Westfalen). Als Spin-Off des Lehrstuhls für physikalische Chemie der Universität Köln ist es dem Unternehmen gelungen, ein innovatives Produktionsverfahren zu entwickeln, mit dem Polymere erstmalig skalierbar zu einem stabilen nanoporösen Schaum expandiert werden können. Dieser innovative Schaum lässt sich äußerst effektiv im Bereich der Gebäudedämmung einsetzen. Aktuell am Markt verfügbare Hochleistungsdämmstoffe zeichnen sich ebenfalls durch eine feine Porenstruktur aus, die zu sehr guten thermischen Isolationseigenschaften führt. Allerdings sind die Produktionsverfahren, die für die Erreichung einer dauerhaften Nanostruktur notwendig sind, sehr zeit- und kostenintensiv. Daher werden zur Zeit Hochleistungsdämmstoffe nur in geringen Volumina in Marktnischen eingesetzt. Ziel des Vorhabens ist die Herstellung einer neuen Dämmstoffklasse namens Sumfoam, die aufgrund der Kostenstruktur den Zugang zum breiten Markt ermöglicht. Das Produktionsverfahren ist durch kurze Zykluszeiten und einen moderaten Energieeinsatz bestimmt. Als Treibmittel wird ausschließlich CO2 verwendet, das in einem geschlossenen Kreislauf geführt wird und zu über 95 Prozent wiederverwendet werden kann. Die Herstellung ist somit ressourceneffizient und Emissionen werden weitestgehend vermieden. Auch in der Anwendung bietet Sumfoam Umweltvorteile. Aufgrund der im Vergleich zu herkömmlichen Dämmstoffen signifikant geringeren Wärmeleitfähigkeit kann die für Bauprodukte notwendige Dämmwirkung mit deutlich geringeren Volumina erzielt werden. Im Umkehrschluss lässt sich alternativ bei gleicher Schichtdicke eine erheblich höhere Isolationswirkung erreichen. Dabei eignet sich das Material beispielsweise für Putzsysteme, für eine platzsparende Wärmedämmung an neuralgischen Punkten von Gebäuden oder für nachträgliche Einblasdämmungen. Im Rahmen der industriellen Produktionsaufnahme von Sumfoam können bei voller Auslastung knapp 10 Millionen Kilogramm CO2 jährlich eingespart werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Techno-ökonomische Auslegung und Optimierung von solarthermischen Kraftwerken auf Basis von superkritischen CO2-Prozessen (sCO2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Solarforschung (SF), Standort Stuttgart durchgeführt. Das Vorhaben CARBOSOLA soll den Einstieg in die sCO2-Technologieentwicklung in Deutschland darstellen. Dazu bedarf es einer Analyse der zu erwartenden Vorteile. Deshalb soll im Vorhaben zunächst die sCO2-Technologie mit herkömmlichen Technologien in den Bereichen der Rückverstromung von Abwärme (Nachschaltprozesse für Gasturbinenanlagen) und der solarthermischen Kraftwerkstechnik (CSP) verglichen und einer technisch-wirtschaftlichen Bewertung unterzogen werden. Der Technologievergleich soll zeigen, mit welcher Effizienzsteigerung beim Einsatz von sCO2 im Vergleich zu Wasser/Dampf zu rechnen ist und wie sich die Stromgestehungskosten darstellen. Den Kern des Vorhabens bilden aber die Komponenten- und Systemauslegung eines Technologiedemonstrators für die Nutzung sekundärer Wärme sowie die Entwicklung der theoretischen und experimentellen Methoden, die für die weitere Technologieentwicklung bis zur kommerziellen Reife benötigt werden. Das Hauptziel des Teilprojektes des DLR ist die techno-ökonomische Auslegung und Optimierung von solarthermischen Kraftwerken, die einen superkritischen CO2-Prozess zur Stromerzeugung verwenden. Die wesentlichen Arbeitsziele sind wie folgt: - Auslegung von CSP-Kraftwerken auf Basis von sCO2-Prozessen. Hierbei werden mehrere unterschiedliche Konfigurationen bzgl. sCO2-Prozess und solarem Subsystem aus-gelegt. Dies beinhaltet die Berechnung der Komponentenkosten über Kostenkorrelationen sowie die Auswertung des Jahresertrags durch Simulationsrechnungen auf Basis von Wetterdaten. - Bewertung der Konzeptvarianten - Identifikation der bevorzugten Konfiguration, als Grundlage für die weitere Entwicklung der sCO2-Prozesse und der CSP-Komponenten.
| Origin | Count |
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| Bund | 75 |
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| Förderprogramm | 75 |
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| offen | 75 |
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| Boden | 68 |
| Lebewesen & Lebensräume | 66 |
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