Das Projekt "ERA-WoodWisdom: Holz-basierte Aerogele (AEROWOOD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Chemische Holztechnologie und Institut für Holztechnologie und Holzbiologie des Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsanstalt für Ländliche Räume, Wald und Fischerei durchgeführt. Im Verbundprojekt sollen sehr leichte, hochporösen Materialien auf der Basis der drei Hauptholzbestandteile Cellulose, Hemicellulose und Lignin entwickelt werden. Im eigenen Teilprojekt sollen dazu Hemicellulosen isoliert und modifiziert werden. Die modifizierten Hemicellulosen werden zur Erzeugung von Hydrogelen eingesetzt, die als unmittelbare Vorstufe für die Aerogele dienen. Die Modifizierungen sollen durch neuartige Synthesekonzepte basierend auf cyclischen organischen Carbonaten erfolgen. Auf diesem Wege können eine Vielzahl von Funktionalitäten eingeführt werden. Als Rohstoff sollen Cellulose, Lignin und Hemicellulose eingesetzt werden. UHam unterstützt die anderen Projektpartner bei der Beschaffung und Charakterisierung ihrer Rohstoffe. Der Schwerpunkt der eigenen Arbeiten wird auf der Verwertung von Hemicellulosen liegen. Xylane werden im kg Maßstab im Technikum durch Extraktion von Haferspelzen und Laubholzzellstoffen erzeugt. Andere Polyosen werden käuflich erworben oder, im Fall der Glucomannane, durch die finnischen Partner bereitgestellt. Die Derivatisierungsmethoden werden am Beispiel der Xylane entwickelt. Verschiedene Funktionalisierungen, die eine Gelbildung oder Vernetzung ermöglichen werden basierend auf cyclischen organischen Carbonaten eingeführt. Die Reaktionen werden dabei zum einen in Lösungsmitteln (z.B. DMSO) durchgeführt. Zusätzlich wird versucht Reaktionen im wässrigen Medium sowie Festphasenreaktionen zu etablieren. Die Produkte werden rheologisch charakterisiert, um Ihr Verhalten bei der Bildung von Hydrogelen zu charakterisieren. Diese Arbeiten werden durch HR-MAS-NMR Untersuchungen ergänzt. Zusätzlich werden die Produkte umfassend bezüglich Ihrer Funktionalisierungsgrade und Substitutionsmuster charakterisiert (NMR, HR-MAS-NMR, AEC-MS, SEC-MALLS, enzymunterstützte Charakterisierungen). Sowohl in der Synthese als auch in der Analytik erfordert dies die Entwicklung völlig neuartiger Konzepte.
Das Projekt "Hochisolierende, lichtdurchleitende Aerogelbeschichtung fuer Fenster" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. General Information: Utilization of solar energy in new low-energy buildings and in existing buildings takes mainly place by the transparent area of the thermal envelope i.e. the windows. However, the window area is also the weakest part of the thermal envelope in general. The contradiction between transparency and insulation at windows must be overcome in order to reduce the energy consumption for space heating. A very promising method is to apply monolithic silica aerogel as transparent insulation material in glazings for windows. The glazing consists of an aerogel tile between two glass panes and the unit sealed at the rim. The gas pressure within the glazing is below 50 - 100 hPa i.e. a rough vacuum. The main project objectives are: 1) to make the pre-industrial elaboration process evaluation for the chemical part (aerogel process) and the glazing assembly process of aerogel window and 2) to estimate the energetic interest of such glazings. Other objectives are: - Flat aerogel sheets of about 60 x 60 x 2 cm3 with a solar transmittance of90 per cent or more and the lowest heat conductivity ever reported for such material. - The aerogel material exhibits only negligible image blur i.e. the optical quality is at the same level as ordinary glass panes. - Prototypes of 60 x 60 cm2 evacuated aerogel glazing (aerogel thickness of20 mm) made by the proposed process and having a centre heat loss coefficient (U-value) below 0.4 W/m2 K, an overall U-value below 0.5 W/m2 K and a solar energy transmittance (g-value) above 75 per cent. Finally, the lifetime of the glazing with respect to maintaining the gas pressure below50- 100 hPa will be at least 30 years. - Technical and economic evaluation of an industrial production of aerogelglazings for windows. At the end of the project, it is expected that the following are developed: A super critically CO2 based process with recovery, that can give ilat aerogel tiles of 60 cm square as well as a glazing assembly process, suited for an industrial production, for the same size. It is expected that after the end of this project, about three to five years of further development with respect to scaling up the aerogel production process and the glazing assembly process will be needed before an industrial, full scale production of aerogel glazings windows can be started. Prime Contractor: Technical University of Denmark, Department of Buildings and Energy; Lyngby.
Das Projekt "Optimierung von Aerogel-Granulaten und Up-Scaling der Herstellung zum Technikumsmaßstab für deren Einsatz als Kernsand-Additiv in der Gießerei - Teilvorhaben: Optimierung und Up-Scaling der Herstellung Aerogel-Granulaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Werkstoff-Forschung durchgeführt. Im Gieß-Prozess können Gussfehler entstehen, die zu einer aufwändigen Nachbearbeitung oder sogar zum Ausschuss der Bauteile führen kann. Durch den Zusatz geringer Mengen an Aerogelen zum Kernsand-Binder-Gemisch lassen sich viele Gussfehler vermeiden. Durch diese am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelte Methode reduziert sich der Gussteil-Ausschuss, was zur Steigerung der energetischen Effizienz führt. Erste Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen der Bosch Rexroth AG spiegeln dies wider. Es sollen Routinen zur technischen Herstellung von Aerogelen aus den bekannten Laborsynthesen entwickelt werden. Diese werden in den technischen Maßstab übertragen. Die Ergebnisse aus diesen Versuchen sind entscheidend und bieten die Grundlage für eine schnelle Umsetzung zur Aerogel-Produktion.
Das Projekt "Teilvorhaben: FCKW-freie hochwaermedaemmende Platten aus Aerogel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. 1) transparente monolithische Aerogelplatten durch unterkritische Trocknung zu erzeugen; 2) monolithische Aerogelplatten mit infrarotabsorbierender bzw. streuender Dotierung herzustellen, die eine Waermeleitfaehigkeit von 20 MW/MK besitzen; 3) die Grundlagen fuer ein technisches Verfahren zu entwickeln, das es erlaubt, solche Platten wirtschaftlich und in grosser Stueckzahl zu produzieren.
Das Projekt "Up-Scaling mit dem Ziel des Aufbaus einer Produktionslinie zur Herstellung von Aerogel-Granulaten für den Einsatz als Kernsand-Additiv in der Gießerei - Teilvorhaben: Effizienzsteigerung durch den Einsatz von AeroAdditiven und Verbesserung der Gussteilqualität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bosch Rexroth Aktiengesellschaft, Engineering Enabling (DC,ENE) durchgeführt. Im Gießprozess können Gussfehler entstehen, die zu einer aufwändigen Nachbearbeitung oder sogar zum Ausschuss der Bauteile führen kann. Durch den Zusatz geringer Mengen an Aerogelen zum Kernsand-Binder-Gemisch lassen sich viele Gussfehler vermeiden. Durch diese am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelte Methode reduziert sich der Gussteil-Ausschuss, was zur Steigerung der energetischen Effizienz führt. Erste Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen der Bosch Rexroth AG spiegeln dies wieder. Es sollen Routinen zur technischen Herstellung von Aerogelen aus den bekannten Laborroutinen entwickelt werden. Diese werden in den technischen Maßstab übertragen. Die Ergebnisse aus diesen Versuchen sind entscheidend und bieten die Grundlage für eine schnelle Umsetzung zur Aerogel-Produktion.
Das Projekt "Teilvorhaben: FCKW-Freie Hochwärmedämmende Platten aus Aerogel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Grundlagen zur Gestaltung von Basaltfasertextilien zur Verstärkung einer Aerogel-Matrix" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Textiltechnik durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens ist die Erforschung einer geeigneten faserbasierten Verstärkung, um die für den Einsatz notwendige Stabilität des Aerogels zu erzielen. Als textiles Verstärkungsmaterial sollen dabei Basaltfasern zum Einsatz kommen, da diese ebenfalls aus rein anorganischen Bestandteilen bestehen. Zudem wird Basaltgestein, der Ausgangsstoff zur Faserherstellung, aufgrund der jährlichen vulkanischen Genese als unerschöpflicher Rohstoff angesehen. Basaltfasern sind darüber hinaus unbrennbar und besitzen eine nur geringe Wärmeleitfähigkeit. Schließlich weisen Basaltfasern eine um ca. 15 % höhere Zugfestigkeit als Glasfasern auf. Durch die Kombination von Silikat-Aerogelen und Basaltfasern ergibt sich somit also ein Werkstoffverbund, welcher hervorragende Materialeigenschaften für die Anwendung als nachhaltiges Dämmmaterial im Bauwesen aufweist. Die Kombination dieser Teilkomponenten in einem Verbundwerkstoff ist bisher jedoch nicht untersucht worden. Insbesondere die geringe Eigenstabilität des Aerogels stellt einen besonderen Anspruch dar. Im Rahmen des Teilvorhabens ist daher eine textile Tragstruktur zu untersuchen, mit der sich die spröde Aerogel-Matrix entsprechend der Anforderungen zum Einsatz als Dämmmaterial verstärken lässt. Neben der räumlichen Verteilung und Ausrichtung der Verstärkungsfasern ist vor allem eine ausreichende Faser-Matrix-Haftung von zentraler Bedeutung.
Das Projekt "Sanierung der staatlichen Regelschule 08 in Erfurt unter Verwendung von Tageslichtelementen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtverwaltung Erfurt, Schulverwaltungsamt durchgeführt. Die derzeit in der 8 Regelschule in Erfurt vorhandene energetische und lichttechnische Situation entspricht nicht den Anforderungen der Waermeschutzverordnung und den lichttechnischen Normen fuer Schulgebaeude. Im Rahmen einer energetischen und lichttechnischen Sanierung werden durch den Einsatz konventioneller Fassadendaemmung, transparent gedaemmter Tageslichtelemente (Aerogel) und Lichtlenksysteme die Einsparung von ueber 50 Prozent des Heizenergiebedarfes und ca 50 Prozent des Elektroenergiebedarfes moeglich. Bei der Loesung der Tageslichtgestaltung werden gleichzeitig die Anforderungen hinsichtlich des gesetzlich vorgeschriebenen Luftwechsels und deren ergetischen Raumbedingungen mit beruecksichtigt. Die Ueberhitzung in einigen Klassenraeumen kann durch den Einsatz geeigneter Verschattungsvorrichtungen weitgehend unterbunden werden. Mit dem Demonstrationsprojekt wird eine innovative Loesung erarbeitet, die es ermoeglicht, eine energetische Sanierung bei gleichzeitiger optimaler Raumausleuchtung fuer Schulen des 'Erfurter Typs' durchzufuehren.
Das Projekt "Teilvorhaben: Arbeiten zum Faserverbundwerkstoff bestehend aus Basalttextil und Aerogel-Matrix" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Entwicklung, Technik, Anwendung für Holz- und Kunststofferzeugnisse mbH durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens ist es, die Teilkomponenten Aerogel und Basaltfaser zu einem stabilen Verbundfaserwerkstoff erstmals zusammenzuführen. Er wird gegenüber herkömmlich eingesetzten Wärmedämmverbundsystemen Vorteile aufgrund der Vermeidung von synthetisch-organischen Bestandteilen aufweisen. Er wird nachhaltig sein, da für die Herstellung des gesamten Materialverbunds keine fossilen Rohstoffe verbraucht werden und das Produkt nach Lebenszyklusende als Bauschutt entsorgt werden kann. Durch die rein mineralisch-anorganischen Teilkomponenten wird der Materialverbund nicht brennbar sein. Zur Erreichung der Ziele wurde das Projekt in 6 Projektphasen eingeteilt. Im Arbeitspaket 1 werden die theoretischen Grundlagen und Arbeiten für die Versuche gelegt. In Arbeitspaket 2 folgen die praktischen Arbeiten zu den einzelnen Teilkomponenten. Die Zusammenführung der Teilkomponenten wird in Arbeitspaket 3 untersucht. Arbeitspaket 4 dient zur Erforschung der Materialeigenschaften des hergestellten Verbundsystems. Aufbauend auf den analysierten Testergebnissen aus AP4 werden in Arbeitspaket 5 die Herstellungsverfahren hinsichtlich der angestrebten Zielkriterien überarbeitet. Die Validierung des Demonstrators erfolgt schließlich in Arbeitspaket 6, in welchem der Materialverbund im Demonstrationsmaßstab unter optimierten Verfahrensbedingungen hergestellt und erprobt wird.
Das Projekt "Teilvorhaben: Kontinuierliche Prozessführung durch Verwendung verdichteten Kohlendioxids" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Der Heizenergieverbrauch in deutschen Wohngebäuden soll bis 2050 um 80 Prozent gesenkt werden. Die Dämmung der Gebäudehülle spielt hierbei eine zentrale Rolle. Der Markt wird bislang durch Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) dominiert. Einen alternativen Lösungsansatz stellen Wärmedämmputze dar. Diese können zu einer Vermeidung von Wärmebrücken fugenlos aufgetragen werden, ermöglichen einen sehr guten Feuchtetransport nach außen, sind langlebig und nicht brennbar. Aerogele sind für den Einsatz in Wärmedämmputzen aufgrund Ihrer herausragenden Isolationseigenschaften besonders geeignet. Alle bisherigen Herstellungsverfahren von Silikat-Aerogelen stellen jedoch kostenintensive Batchprozesse dar. Das im Rahmen des Vorhabens zu entwickelnde Verfahren soll erstmals die Möglichkeit schaffen, Aerogele für Putzanwendungen kostengünstig und kontinuierlich für Massenanwendungen herstellen zu können. Die Kosteneinsparung wird durch eine signifikant vereinfachte Prozessführung und geringere Produktionskosten erzielt.
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