Das Projekt "Rueckbrennen von Carbonatationsschlamm in einem Fliessbett" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Süddeutsche Zucker AG durchgeführt. Der feinkristalline Calziumcarbonatniederschlag aus der Saftreinigung der Zuckererzeugung enthaelt organische und anorganische Bestandteile der Zuckerruebe, wird auf 70 v.H. TS-Gehalt abgepresst und danach im Fliessbett nacheinander getrocknet und bei ca. 900 Grad Celsius rekalziniert. Abkuehlen des rueckgebrannten Kalkes in einem Fliessbett mit indirektem Kuehlungskreislauf und geschlossenem Fluidisierungskreislauf. Abloeschen des rekalzinierten Kalkes. Einfluss der Rekalzinierungstemperatur auf das Aufschliessen von loeslichen Aluminaten und Silikaten. Das anfallende Calziumhydroxid und die CO2-haltigen Gase werden der Saftreinigung wieder zugefuehrt. Z.Z. gelangt ein Teil des erzeugten Carbonatationsschlammes auf Deponien. Das benoetigte Calziumcarbonat und CO2-Gas wird aus Kalkstein in Brennoefen hergestellt.
Das Projekt "Teilprojekt: Materialentwicklung für das Co-Sintern von Keramik-Keramik Baugruppen in Salzbatterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, Institutsteil Hermsdorf durchgeführt. Das Gesamtprojektziel von CoSIBat besteht darin, eine neue Generation von Salzbatterien es Typs NaNiCl2 zu entwickeln, die auf einer innovativen Produktion der keramischen Zellkomponenten basiert. Bei den betreffenden Komponenten handelt es sich um einen keramischen Festelektrolyten aus Na-ß-Aluminat und einen keramischen Isolator aus Aluminiumoxid. Beide Keramikteile müssen miteinander verbunden werden, um eine stabile Baugruppe in der Batteriezelle zu bilden. Dazu werden In CoSiBat die drei Prozesse vereint. Das IKTS ist dabei für das Design und die werkstoffwissenschaftliche Entwicklung verantwortlich. Unter Einbindung fertigungstechnischer und elektrochemischer Anforderungen der Projektpartner wird IKTS beginnend bei Labormustern ein optimales Material und Design entwickeln um diese Aufgabe zu lösen. Anschließend unterstützt IKTS beim Transfer der Ergebnisse in die Industrielle Skale, so dass am Ende des Projektes der Funktionsnachweis in einer Batterie erbracht werden kann.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung eines Schmelzbeschleunigers für die Anwendung in der Glasschmelze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Materialforschungs- und -prüfanstalt an der Bauhaus-Universität Weimar durchgeführt. Die Glasherstellung ist ein energieintensiver Schmelzprozess. Im Verbundvorhaben sollen Komponenten zur Herstellung von Schmelzbeschleunigern ausgewählt und deren Einsatzmöglichkeiten in Kombination mit Glasgemengebestandteilen erforscht werden. Der Schmelzbeschleuniger soll schwerpunktmäßig auf das Einsatzgebiet der Herstellung von Alkali-Kalk-Gläsern abgestimmt werden. Während der Glasschmelze erfolgt der Einsatz der Beschleuniger vor allem bis zum Erreichen der Rauschmelze. Der Einsatz soll sowohl als Zusatz zu Gemengen aus Glasrohstoffen möglich sein als auch über zusätzliche Dosierung zu speziellen Glasgemengen. Nach bisherigem Kenntnisstand werden Zugaben von 5 bis 15 M.-% Schmelzbeschleuniger, bezogen auf das Glasgemenge, erforderlich. Der Schmelzbeschleuniger ist als Komponentenkombination anzusehen. Er besteht aus Ausgangsstoffen, die nach dem Schmelzprozess im Glasgemenge eingebunden sind. Deshalb dürfen sie die chemische Zusammensetzung des Endproduktes Glas nicht oder nur geringfügig beeinflussen. Für die Herstellung sind speziell ausgewählte und aufbereitete Ausgangsstoffe (Calciumsilicate und -aluminate) vorgesehen. Bestandteil der Herstellung sind weiterhin Granulier-, Misch-, Homogenisierungs- und Agglomerationsprozesse sowie Vorlagerungen zur Funktionalisierung des Beschleunigers. Bereits während der Vorlagerung vor dem Einsatz in der Schmelzwanne soll eine Aktivierung von Gemengebestandteilen (Reaktionen mit Soda, Reaktionen mit Quarzsandoberflächen) erfolgen. Erwartet werden bis 15 % Energieeinsparung für den gesamten Glasschmelzprozess. Weitere Effekte sind höhere Durchsatzmengen bei gleicher Schmelzwannengeometrie, geringere Staubfreisetzungen und eine verringerte Freisetzung von CO2 und flüchtiger Alkalien.
Das Projekt "PoreKEL-NIB - Poröse, keramische Elektrolyte in Natrium-Ionen-Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme durchgeführt. Erstens ist die permanent begleitende elektrochemische Charakterisierung der vom Projektpartner Universität Leipzig synthetisierten, porös geträgerten, keramischen Dünnschichtelektrolyte (PKDE) notwendig, um den Erfolg der Herstellung zu kontrollieren. Hierzu fallen Arbeiten zur Elektrolytmodifizierung an: Entwicklung einer Dünnschicht-Synthese Route durch spin coating von beta'-Aluminat, sowie eine Erforschung von Kohlenstoffschicht in Nano- bis Mikro-meter Dicke. Des Weiteren wird für alle hergestellten und übergebenen Elektrolyte eine Leitfähigkeit ermittelt werden müssen. Zweitens wird eine Batteriezelle für die PKDE entworfen und konstruiert. Ausgewählte porös geträgerten, keramische Dünnschichtelektrolyte (PKDE) werden anschließend zu einer Na/NiCl2-Batterie verbaut. Die Zyklierung dieser planaren Demonstratorzelle erfolgt bei verschiedenen Temperaturen zwischen 150 Grad Celsius und 300 Grad Celsius bei Strömen von bis zu 0,25 A Ah 1. Diese Untersuchungen erlauben den proof of concept einer Na/NiCl2-Batterie, welche bei unter 175 Grad Celsius betrieben wird. Dies ermöglicht eine völlig neue Art der Dichtungskonzepte für diesen Batterietyp.
Das Projekt "Development of procedures for identifying individual components, especially of bound and unbound cements in building material dusts, and differentialed evaluation there of as a percentage of mine dusts" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bergbau-Berufsgenossenschaft, Institut für Gefahrstoff-Forschung durchgeführt. Objective: The aims of the research are as follows: - to analyse the mineral components of cements before and after specific time-related hydration stages by x-ray diffractometry and infrared spectroscopy and develop a computer-aided routine anlaysis procedure taking account of the influence of the mineral content of mine dusts on the identification of cement components (interference); - to identify other possible hazardous substances in building materials used in mines, particularly heavy metals; - to undertake an analytical differentiation between genuine mine dusts and dusts which are not mine-specific, in order to facilitate the medical assessment of workplaces and make it possible to show mine dusts separately in epidemiological surveys. Significant here is the fact that the MAC commission is in the process of fixing an MAC value for cements, taking account of possible fibrogenity and damage to the entire respiratory system as a result of the high basicity of dusts. General Information: More and more frequent use is being made in deep mines of building materials which cause considerable changes in the composition of mine dusts. Whereas in the past building materials based on anhydrite and CaSO4 hemihydrates were predominant, cement is increasingly being added to materials, particularly as a result of rising rock temperatures, in order to improve construction and safety characteristics. More and more power station waste and other residues which may contain various harmful substances are also being used for building material production. As a result, all components used must henceforth be assessed separately. Up to now there has been no possibility of analysing, in particular, the cement dust components in airborne dust samples. Such dusts have hitherto been assessed exclusively by taking account of quartz, a method which does not fully reflect the potential hazard. A differentiated assessment of the various harmful components thus seems to be a matter of some urgency. Special difficulties arise because of the different hydration stages, which are time-related (minutes, hours, days), i.e. all calcium silicates take in humidity and are transformed into hydrates - a permanent change in composition. The fastest to react are tricalcium aluminates (C3A) and tricalcium silicates (C3S). In the final stage ettringite, a trisulphate, is even partly transformed into gypsum. Hydration also leads to structural changes, for example long-fibre calcium silicate hydrate (CSH) is transformed into the short-fibre type. These changes occur at a pH-value of more than 12, and it is necessary to establish whether there are any significant differences when the pH-value is down in the slightly acidic range, in order to know how material which has not yet gone through all hydration stages might react in the lung area. The plan of work is as follows: - Analysis of cement components at various hydration stages by x-ray diffractometry and infrared spectroscopy, ...
Das Projekt "PoreKEL-NIB - Poröse, keramische Elektrolyte in Natrium-Ionen-Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Die Entwicklungsziele des Teilprojektvorhabens der Universität Leipzig (UNIL) lassen sich zu vier Schwerpunkten zusammenfassen: (I) Die erste wesentliche Zielstellung bildet die Entwicklung neuartiger makroporöser Trägermaterialien aus beta'-Aluminat mit kontrollierter Porosität und Phasenbestand im Form von Platten bzw. Flachmembranen durch Nutzung drei verschiedener Technologien: (1) Sol-Gel-Synthese (2) Erzeugung s.g. Controlled Porous Keramiken (CPK) (3) via anodische Oxidation gebildetes Aluminiumoxid (AAO). Dazu ist die Übertragung der für a-Aluminiumoxid erhaltenen individuellen Routen auf das System Li2O-Na2O-Al2O3 (Sol-Gel, AAO) bzw. Li2O-Na2O-B2O3-Al2O3 (CPK) vorgesehen. (II) Den zweiten Schwerpunkt stellt die Erzeugung von dichten beta'-Aluminat Schichten durch eine neuartige Sol-Gel-Route unter Verwendung von Zitronensäure als Templat in Verbindung mit einer optimalen thermischen Nachbehandlung dar. (III) Daran anschließend erfolgt die Entwicklung einer Technologie zur Herstellung offenporiger, einseitig verschlossener, poröser keramischer Dünnschichtelektrolyte (PKDE) durch Fügung der dichten Schichten und porösen Trägermaterialien jeweils aus beta'-Aluminat. Im Ergebnis entsteht der neuartige mehrschichtige Elektrolyt auf Basis von porösem beta'-Aluminat für Natrium-Ionen-Batterien als Hauptentwicklungsziel des Teilprojekt-vorhabens. (IV) Die letzte Zielstellung im Teilprojektvorhaben der UNIL stellt - im Ergebnis der Zellentwicklung und elektrochemischen Charakterisierung beim Projektpartner Fraunhofer IKTS sowie eigener Erkenntnisse aus der Charakterisierung verschiedener anwendungsrelevanter textureller und struktureller Eigenschaften - die Auswahl des optimalen beta'-Aluminat basierenden Trägersystems und Herstellung der s.g. proof-of-concept-Elektrolyte dar.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung und Erprobung einer Technologie zur Herstellung und Anwendung von Schmelzbeschleunigern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Telux Glasproducts & Components GmbH durchgeführt. Die Glasherstellung ist ein energieintensiver Schmelzprozess. Im Verbundvorhaben sollen Komponenten zur Herstellung von Schmelzbeschleunigern ausgewählt und deren Einsatzmöglichkeiten in Kombination mit Glasgemengebestandteilen erforscht werden. Der Schmelzbeschleuniger soll schwerpunktmäßig auf das Einsatzgebiet der Herstellung von Alkali-Kalk-Gläsern abgestimmt werden. Während der Glasschmelze erfolgt der Einsatz der Beschleuniger vor allem bis zum Erreichen der Rauschmelze. Der Einsatz soll sowohl als Zusatz zu Gemengen aus Glasrohstoffen möglich sein als auch über zusätzliche Dosierung zu speziellen Glasgemengen. Nach bisherigem Kenntnisstand werden Zugaben von 5 bis 15 M.-% Schmelzbeschleuniger, bezogen auf das Glasgemenge, erforderlich. Der Schmelzbeschleuniger ist als Komponentenkombination anzusehen. Er besteht aus Ausgangsstoffen, die nach dem Schmelzprozess im Glasgemenge eingebunden sind. Deshalb dürfen sie die chemische Zusammensetzung des Endproduktes Glas nicht oder nur geringfügig beeinflussen. Für die Herstellung sind speziell ausgewählte und aufbereitete Ausgangsstoffe (Calciumsilicate und -aluminate) vorgesehen. Bestandteil der Herstellung sind weiterhin Granulier-, Misch-, Homogenisierungs- und Agglomerationsprozesse sowie Vorlagerungen zur Funktionalisierung des Beschleunigers. Bereits während der Vorlagerung vor dem Einsatz in der Schmelzwanne soll eine Aktivierung von Gemengebestandteilen (Reaktionen mit Soda, Reaktionen mit Quarzsandoberflächen) erfolgen. Erwartet werden bis 15 % Energieeinsparung für den gesamten Glasschmelzprozess. Weitere Effekte sind höhere Durchsatzmengen bei gleicher Schmelzwannengeometrie, geringere Staubfreisetzungen und eine verringerte Freisetzung von CO2 und flüchtiger Alkalien.
Das Projekt "MiTemp - Mitteltemperatur-Natriumbatterien mit flüssiger Natriumanode und wässriger Iodkathode" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik, Arbeitsgruppe Verfahrenstechnische Maschinen (VM) durchgeführt. Ein Mitteltemperatur-Natrium-Batteriesystem mit hoher Effizienz, Sicherheit und niedrigen Kosten soll als gut skalierbare Alternative zu etablierten Hochtemperatur-Natrium-Batterien für kleine und mittlere stationäre Anwendungen entwickelt werden. NaSICON-basierte (Natrium Super Ionic CONductor) keramische Materialien ersetzen durch ihre höhere chemische Beständigkeit gegenüber wässrigen Medien die bislang üblichen Natrium-beta''-Aluminat-Keramiken. Diese sind zudem einfacher und bei niedrigeren Sintertemperaturen herstellbar, wobei auch eine Prozessierung an Luft möglich ist. Die Benetzung mit Natrium, die bei den angestrebten Temperaturen nicht vollständig ist, soll z.B. durch Oberflächenbehandlung bzw. -beschichtung der Keramik deutlich verbessert werden. Auf der Kathodenseite erfolgen zahlreiche Tests, um geeignete Stromableitermaterialien und -geometrien zu identifizieren. Um die Benetzungseigenschaften der Keramik mit Natrium besser zu verstehen und den Einfluss der Zellgeometrie auf die elektrochemische Performance zu untersuchen, sind umfangreiche Simulationen geplant. Im Projekt wird ein Demonstrator entwickelt, der zu einem vereinfachten Aufbau, erhöhter Energiedichte und Kostenreduktion führt. Besondere Herausforderungen sind die Abdichtung der Elektrodenräume gegenüber dem keramischen Separator. Alternative Konzepte für Kathodenseite, Separator und Gehäuse werden einzeln und als Vollzellen getestet und simulationsgestützt ein optimales Designkonzept abgeleitet. Ein erstes Upscaling von Laborzellen auf den Technikumsmaßstab ermöglicht ein besseres Benchmarking mit etablierten Technologien. Die Attraktivität für einen Transfer in die Industrie wird so gesteigert.
Das Projekt "Teilprojekt 4.3: Synthese und Charakterisierung von Katalysatoren und Elektroden für die Ammoniaksynthese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. Im Teilvorhaben CF04.3 werden elektrokeramische Elektroden mit einer Ru-basierten Katalysatorbeladung für die effiziente Stickstoffreduktionsreaktion entwickelt und dafür kostengünstige, für eine Up-Skalierung geeignete nasschemische Synthesemethoden eingesetzt. Für die im Startvorhaben identifizierten Benchmark-Elektroden, wie z.B. Barium Kalzium Aluminat, das mit Ru-basierten Katalysatoren beladen wurden, wird eine geeignete Synthesemethode entwickelt sowie Depositions- und Temperverfahren erarbeitet, die eine präzise und homogene Beschichtung des SSAS-Substrates oder der Dünnschicht ermöglichen. Eine Charakterisierung der Leistungsfähigkeit der Elektroden wird mittels elektrokatalytischer Untersuchungen in Halbzellen vorgenommen und der Syntheseprozess optimiert. Das Depositionsverfahren wird zunächst auf planaren Substraten entwickelt, später auf tubulare Substrate übertragen.
Das Projekt "Gipstreiben bei Zementinjektion in Mauerwerk mit Gipsmoertel - weiterfuehrende Untersuchungen zum Schadensmechanismus und Pruefung von Gegenmassnahmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Tragwerksplanung durchgeführt. In der Denkmalpflege sind in den letzten Jahrzehnten grosse Schaeden beim Injizieren von Gipsmauerwerk mit Zementmoertel entstanden, weil sich aus dem Sulfat des Gipses und dem Tricalciumaluminat des Zements unter Aufnahme von sehr viel Wasser neue Kristalle bilden, wie z.B. das Ettringit. Bei dieser Kristallneubildung entsteht durch die Volumenvergroesserung ein Druck, der das Mauerwerk regelrecht auseinandertreibt. Anhand von Probekoerpern sollen die Grenzwerte ermittelt werden, bei denen mit einer gefaehrlichen Treibwirkung gerechnet werden muss.Es soll festgestellt werden, wie gross die Kristallisationsdruecke werden koennen und ob sie durch das Feuchtigkeitsangebot gesteuert werden koennen. Im Bereich der Landeskirche Hannover wird nur noch Tubag-Moertel eingesetzt. Es soll ueber Ausziehversuche ein Bemessungsverfahren fuer Nadelanker unter Verwendung von Tubag-Injektionsmoertel aufgestellt werden.