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Teil I

Das Projekt "Teil I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von energy of nature, Projektgesellschaft fuer umwelttechnische Anlagensysteme Leipzig, Bereich Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Das vorgesehene Projekt befasst sich mit der Verwertung und Verbesserung des bei der Klaerschlammfaulung entstehenden Klaergases. Dabei soll durch eine biologische Reinigung das Klaergas bis auf Erdgasqualitaet verbessert werden, so dass ein hoeherer Brennwert, die Einsetzbarkeit von Erdgas-BHKWs und eine deutliche Erhoehung der Standzeiten der BHKW zu einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Klaergasverstromung in Klaeranlagen fuehren. Die Reinigung des Klaergases soll durch den biologischen Entzug des CO2 beim Durchstroemen eines Algenreaktors erfolgen, wobei CO2 durch die Algen als Kohlenstoffquelle fuer den Aufbau von Biomasse genutzt wird. Die Algenbiomasse kann sowohl einer energetischen Nutzung durch Rueckfuehrung in die Faulung (theoretischer Energiegewinn 10-12 Prozent) wie auch einer stofflichen Nutzung als Duenger und Futter oder zur Wertstoffextraktion unterworfen werden. Das Vorhaben soll in Kooperation mit der Technischen Dresden, ISIW, das einen eigenstaendigen Teil bearbeitet, realisiert werden.

Teilvorhaben 1: Schmierstoffe aus CO2-Ölen

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Schmierstoffe aus CO2-Ölen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klüber Lubrication München GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Projekt CO2 Lubricants zielt auf die Umwandlung von CO2 in Schmierstoffe. Am Anfang steht die Bereitstellung von CO2 einerseits als atmosphärisches Konzentrat und andererseits als Gas aus Verbrennungsprozessen. Dieses CO2 wird zur Anzucht optimierter Algenkulturen verwendet, die einen hohen Anteil an Lipiden produzieren. Diese Lipide werden pur oder in weiterverarbeiteter Form für die Herstellung von Hochleistungsschmierstoffen verwendet. Die Öl-freien Reste der Algen können zur Kultivierung von Ölhefen eingesetzt werden. Aus den Ölhefen können dann die gewünschten Schmierstoffe extrahiert werden. Die hergestellten Schmierstoffe sollen zum Schluss auf ihre Leistungsfähigkeit in realen tribologischen Anforderungen hin untersucht werden. Untersuchung der CO2-Öle bzgl. physikalisch-chemischer Eigenschaften (u. a. Untersuchungen zur Temperatur-, Oxidationsstabilität, chem. Verunreinigungen, Tieftemperatur-, Korrosionsverhalten und zu den tribologischen Eigenschaften). Zur Verbesserung von z.B. Temperaturstabilität und Viskosität werden die Öle bei Bedarf weiterverarbeitet (extern durch Unterauftrag). Es folgen Formulierungen von Schmierstoffkonzepten aus CO2-Ölen für ausgewählte Anwendungen inklusive Überprüfung deren Leistungsfähigkeit. Untersucht wird die Verträglichkeit von gängigen Schmierstoffadditiven mit den CO2-Ölen. Fertige Schmierstoffkonzepte werden anhand üblicher Parameter überprüft (Stabilität, Korrosion, tribologische Eigenschaften, Materialverträglichkeit) Als letztes folgt die Überprüfung der Schmierstoffkonzepte mit anwendungsnahen Prüfungen (FE8, FE9, R0F) (teilweise extern). Zu Vergleichszwecken werden Benchmark-Schmierstoffe aus kommerziell erhältlichen nachwachsenden Ölen (HOSO, Estolide,...) für die gleichen Anwendungen wie bei den CO2-Ölen hergestellt und abgeprüft. Bereitstellung von Schmierstoffkonzepten für den Partner AUDI. Unterstützung des Partners AUDI in allen auftretenden schmierungstechnischen und tribologischen Fragestellungen.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Constructor University Bremen gGmbH durchgeführt. Das Projektkonsortium zielt darauf ab, interdisziplinär zwei innovative Verfahren aus unterschiedlichen Branchen zu verbinden, um biotechnologisch aus der Wasseraufbereitung zurückgewonnene Nährstoffe als klimaneutralen Biomasse-Füllstoff zur bioverträglichen Flammschutzausrüstung von Biokunststoffen weiter zu verwenden. Derzeit sind halogenfreie, phosphorhaltige Flammschutzmittel (FSM) Stand der Technik. Zwar werden diese als 'umweltfreundlich' deklariert, erfüllen jedoch mit Blick auf die Rohstoffquellen und Verarbeitungsprozesse keineswegs die Kriterien für den Aufbau einer biologischen Kreislaufwirtschaft. Diesbezüglich präsentiert sich der Einsatz von Mikroalgen als ein vielversprechender Ansatz, dessen ökonomisches Potential durch eine stoffliche Nutzung der generierten Biomasse erheblich gesteigert werden kann. Die dezentrale Rückgewinnung von Phosphor aus Abwässern stellt einen Eckpunkt der nationalen Bioökonomiestrategie dar. Kernziel dieses Forschungsvorhabens ist der Ersatz dieser Phosphate und die Entwicklung einer nachhaltigen Strategie für den Aufbau einer Phosphor-Rückgewinnung im Sinne eines Wertschöpfungskreislaufs. Für die Gewährleistung einer ausreichenden Flammschutzwirkung ist auch bei Additiven auf Basis erneuerbarer Ressourcen eine chemische Modifizierung mit Phosphor notwendig. Es soll im Projekt eine phosphorangereicherte Biomasse durch gezielte Beeinflussung der Phosphoraufnahme aus Abwässern gezüchtet und deren Effektivität als Flammschutz-Additiv für diverse Biopolymerwerkstoffe untersucht werden. Die Innovation des geplanten Vorhabens besteht darin, die Bereitstellung einer optimierten Algenbiomasse als regional erzeugtes, biogenes All-in-One-Flammschutzmittel für diverse Biopolymerwerkstoffe zu untersuchen.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durchgeführt. Das Projektkonsortium zielt darauf ab, interdisziplinär zwei innovative Verfahren aus unterschiedlichen Branchen zu verbinden, um biotechnologisch aus der Wasseraufbereitung zurückgewonnene Nährstoffe als klimaneutralen Biomasse-Füllstoff zur bioverträglichen Flammschutzausrüstung von Biokunststoffen weiter zu verwenden. Derzeit sind halogenfreie, phosphorhaltige Flammschutzmittel (FSM) Stand der Technik. Zwar werden diese als 'umweltfreundlich' deklariert, erfüllen jedoch mit Blick auf die Rohstoffquellen und Verarbeitungsprozesse keineswegs die Kriterien für den Aufbau einer biologischen Kreislaufwirtschaft. Diesbezüglich präsentiert sich der Einsatz von Mikroalgen als ein vielversprechender Ansatz, dessen ökonomisches Potential durch eine stoffliche Nutzung der generierten Biomasse erheblich gesteigert werden kann. Die dezentrale Rückgewinnung von Phosphor aus Abwässern stellt einen Eckpunkt der nationalen Bioökonomiestrategie dar. Kernziel dieses Forschungsvorhabens ist der Ersatz dieser Phosphate und die Entwicklung einer nachhaltigen Strategie für den Aufbau einer Phosphor-Rückgewinnung im Sinne eines Wertschöpfungskreislaufs. Für die Gewährleistung einer ausreichenden Flammschutzwirkung ist auch bei Additiven auf Basis erneuerbarer Ressourcen eine chemische Modifizierung mit Phosphor notwendig. Es soll im Projekt eine phosphorangereicherte Biomasse durch gezielte Beeinflussung der Phosphoraufnahme aus Abwässern gezüchtet und deren Effektivität als Flammschutz-Additiv für diverse Biopolymerwerkstoffe untersucht werden. Die Innovation des geplanten Vorhabens besteht darin, die Bereitstellung einer optimierten Algenbiomasse als regional erzeugtes, biogenes All-in-One-Flammschutzmittel für diverse Biopolymerwerkstoffe zu untersuchen.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TECNARO Gesellschaft zur industriellen Anwendung nachwachsender Rohstoffe mbH durchgeführt. Das Projektkonsortium zielt darauf ab, interdisziplinär zwei innovative Verfahren aus unterschiedlichen Branchen zu verbinden, um biotechnologisch aus der Wasseraufbereitung zurückgewonnene Nährstoffe als klimaneutralen Biomasse-Füllstoff zur bioverträglichen Flammschutzausrüstung von Biokunststoffen weiter zu verwenden. Derzeit sind halogenfreie, phosphorhaltige Flammschutzmittel (FSM) Stand der Technik. Zwar werden diese als 'umweltfreundlich' deklariert, erfüllen jedoch mit Blick auf die Rohstoffquellen und Verarbeitungsprozesse keineswegs die Kriterien für den Aufbau einer biologischen Kreislaufwirtschaft. Diesbezüglich präsentiert sich der Einsatz von Mikroalgen als ein vielversprechender Ansatz, dessen ökonomisches Potential durch eine stoffliche Nutzung der generierten Biomasse erheblich gesteigert werden kann. Die dezentrale Rückgewinnung von Phosphor aus Abwässern stellt einen Eckpunkt der nationalen Bioökonomiestrategie dar. Kernziel dieses Forschungsvorhabens ist der Ersatz dieser Phosphate und die Entwicklung einer nachhaltigen Strategie für den Aufbau einer Phosphor-Rückgewinnung im Sinne eines Wertschöpfungskreislaufs. Für die Gewährleistung einer ausreichenden Flammschutzwirkung ist auch bei Additiven auf Basis erneuerbarer Ressourcen eine chemische Modifizierung mit Phosphor notwendig. Es soll im Projekt eine phosphorangereicherte Biomasse durch gezielte Beeinflussung der Phosphoraufnahme aus Abwässern gezüchtet und deren Effektivität als Flammschutz-Additiv für diverse Biopolymerwerkstoffe untersucht werden. Die Innovation des geplanten Vorhabens besteht darin, die Bereitstellung einer optimierten Algenbiomasse als regional erzeugtes, biogenes All-in-One-Flammschutzmittel für diverse Biopolymerwerkstoffe zu untersuchen.

Teilvorhaben: SSC

Das Projekt "Teilvorhaben: SSC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SSC Strategic Science Consult GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes FRAME ist die Entwicklung von Rahmenbedingungen, die einen nachhaltigen und wirtschaftlichen Betrieb einer Abwassertechnologie sicher stellen. Die Technologie beinhaltet eine anaerobe Behandlung des Abwassers zur Biogasproduktion gekoppelt an ein Recycling des dabei entstehenden Wassers und der Nährstoffe in einem Bioreaktor zur Produktion von hochwertiger Algen-Biomasse. Die Vorteile dieser Technologie lassen sich wie folgt zusammenfassen. 1. Das Abwasser wird am Ort seiner Entstehung behandelt, was einen Transport zu einem Klärwerk obsolet macht und die Kosten für die Investitionen in das Transportsystem und die dafür benötigte Energie minimiert. 2.) Das Abwasser wird anaerob behandelt, wodurch Biogas erzeugt werden kann. Dies wandelt die Abwasserbehandlung von einem Energie verbrauchenden zu einem Energie produzierenden Prozess. 3.) Das behandelte Abwasser wird direkt in einen Photobioreaktor geleitet, in dem das Wasser und die darin enthaltenen Nährstoffe für die Produktion von Algen Biomasse genutzt werden. Die Algen Biomasse stellt ein hochwertiges Produkt dar, das hochpreisig als Zusatzstoff für Nahrungsergänzung oder als Futtermittel für Fischlarven, Muscheln und Shrimps vermarktet werden kann. Die Technologie erfüllt damit den Bedarf nach einem Nexus von Energie, Nahrung/Futter und Wasser, der als unverzichtbar für eine nachhaltige Entwicklung angesehen wird.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sea & Sun Technology GmbH durchgeführt. Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung und Implementierung eines innovativen Ansatzes zur Realisierung einer Bioraffinerie basierend auf Mikroalgen und Wasserlinsen zur Gewinnung hochwertiger Produkte bei gleichzeitiger Nutzung der Reststoffströme zur Abwasserbehandlung und Energieproduktion. Um dieses Ziel zu erreichen, wird eine Kooperation zwischen deutschen und russischen Partnern etabliert. Das Projekt ist darauf ausgelegt, die Vorteile der neuesten Technologien und gleichzeitig innovative Forschung und Entwicklung beider Länder zu verbinden.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft V-9 durchgeführt. Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung und Implementierung eines innovativen Ansatzes zur Realisierung einer Bioraffinerie basierend auf Mikroalgen und Wasserlinsen zur Gewinnung hochwertiger Produkte bei gleichzeitiger Nutzung der Reststoffströme zur Abwasserbehandlung und Energieproduktion. Um dieses Ziel zu erreichen, wird eine Kooperation zwischen deutschen und russischen Partnern etabliert. Das Projekt ist darauf ausgelegt, die Vorteile der neuesten Technologien und gleichzeitig innovative Forschung und Entwicklung beider Länder zu verbinden.

Untersuchungen zum Einfluss von Aluminium auf die Entwicklung und das Wachstum von Diatomeen der Nordsee

Das Projekt "Untersuchungen zum Einfluss von Aluminium auf die Entwicklung und das Wachstum von Diatomeen der Nordsee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Allgemeine Botanik und Botanischer Garten durchgeführt. In Untersuchungen des Forschungsschwerpunktbereiches 'Eutrophierung der Nord- und Ostsee' wurde festgestellt, dass die Konzentration des geloesten Silikats im Wasser der Deutschen Bucht waehrend der vergangenen Jahrzehnte abnahm. Gleichzeitig wurde festgestellt, dass die Algenbiomasse insgesamt aufgrund verstaerkten Flagellatenwachstums anstieg, waehrend die Biomasse der Diatomeen wie die Silikatkonzentration leicht abnahmen. Eine Hypothese ist, dass aufgrund erhoehter Aluminiumkonzentrationen im Kuestenbereich der Nordsee ein erhoehter Anteil dieses Metalls in die Kieselalgenschalen eingebaut wird, was dazu fuehren koennte, dass die Remobilisation von Silikat aus den Schalen behindert wird. Das Vorhaben soll diese Annahme auf Stimmigkeit pruefen und klaeren, ob hierdurch eventuell die Abnahme der Silikatkonzentration im Wasser hervorgerufen wurde.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel , Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Klinik für Innere Medizin II, Sektion für Stammzell- und Immuntherapie durchgeführt. Mit dem Ziel, ein marktfähiges, auf Algenbasis basierendes Markerenzym zu finden, das den bisherigen Lösungen überlegen ist, soll beispielhaft eine optimale Wertschöpfung aus Algenbiomasse von marinen Standorten in Deutschland generiert werden. Es basiert auf innovativen Ansätzen zur Extraktion, Anreicherung, Charakterisierung, rekombinanter Expression, gentechnischer Produktion und Kopplung an Antikörper. Die wissenschaftlichen und technischen Ziele sind: I. Aufbau einer Transkriptom-Datenbank von ausgewählten Algen. II. Etablierung eines Protein- und eines cDNA-Repositorys (Biotech-Toolbox) mit Fokus auf Redoxproteinen mit Potenzial für industrielle Anwendungen aus einer Reihe ausgewählter und noch nicht erforschter mariner Arten. III. Klonierung und rekombinante Expression vielversprechender Redoxproteine und gentechnische Optimierung eines erfolgreichen Kandidaten für die weitere Entwicklung (insbesondere als Antikörpermarker). IV. Genetische Fusion rekombinanter Mikroperoxidasen mit rekombinanten Antikörpern (Antikörperfusionsproteine) für die Entwicklung von Immunoassays, Western Blotting oder Diagnostik (Immunhistologie, Mikroskopie, Durchflusszytometrie). Beteiligung MSH am Workflow: MSH beteiligt sich an der Extraktion der Gesamt-RNA und sendet sie zur Transkriptomsequenzierung an einen Dienstleister. HSB isoliert parallel Proteine und charakterisiert deren katalytische Redox-Fähigkeiten. Vielversprechende Proteine werden einer Sequenzierung und massenspektrometrischen Untersuchung unterzogen. CRM wird die Sequenz-Daten verarbeiten und HSB und MSH die für das Klonieren und die Expression erforderlichen Informationen zur Verfügung stellen. HSB und MSH wird Proteine rekombinant exprimieren, testen und optimieren. Vielversprechende Kandidaten werden für die Erzeugung von Antikörperfusionsproteinen an der MSH zur Verfügung gestellt und MSH wird die erzeugten Moleküle in diversen Endnutzer-ähnlichen Anwendungen charakterisieren.

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