Das Projekt "ERA-MIN 2021 - Verbundvorhaben: INN4MIN - Entwicklung innovativer und nachhaltiger Verfahren zur Gewinnung von Gold und kritischen Elementen aus Erzen und Elektronikschrott: Kritische Elemente aus Erzen und Elektronikschrott" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Gold ist eines der seltensten Metalle mit geschätzten Vorräten von 54.000 t. Es kann aus primären (Erzlagerstätten) oder sekundären (Elektronikschrottfraktionen) gewonnen werden. Erzlagerstätten werden weltweit ärmer und komplexer. Abfall-Leiterplatten bieten Potential zur Gewinnung von Gold und kritischen Elementen. Diese Elektronikschrottfraktionen fallen aber qualitativ und quantitativ sehr unregelmäßig an, so dass sich Investitionen für eine gesonderte Verarbeitung nicht rechtfertigen lassen. In INN4MIN soll daher ein hybrider Ansatz verfolgt werden, der die Verarbeitung primärer Erze und sekundärer Materialien kombiniert. In diesen Ansatz werden innovative Verfahren, wie die Elektroimpulszerkleinerung und Hydrometallurgie mit umweltfreundlichen Reagenzien integriert. Der Projektverbund besteht aus den Partnern Universität Porto (PT, Verbundkoordinator, umweltfreundliche Flotationsreagenzien und Strategien für die Gold-Hydrometallurgie), BRGM (FR, Elektroimpuls-Zerkleinerung zur Verbesserten Freilegung und Steigerung des Ausbringen), GEOS (DE, Vorbereitung von Elektronikschrottproben, Entwicklung von Trennverfahren für die Wertstoffe, metall-selektive Laugungsverfahren mit umweltfreundlicheren Reagenzien), LNEG (PT, Goldflotation, Abtrennung steriler Materialien, chemische Analysen der Produkte) und INOVA+ (PT, soziale Akzeptanz im EU-Rohstoffsektor, Clustering und Dissemination). GEOS übernimmt innerhalb des Verbundes die Arbeiten an sekundären Materialien, insbesondere geeignete Fraktionen aus Elektronikschrott. Für diese werden Verfahren zur Anreicherung bestimmter Wertstoffe entwickelt. Außerdem erfolgen Untersuchungen zur selektiven Laugung bestimmter Wertstoffe (Au, aber auch Cu, Ag, Li, Co, Ta, Ga und Seltene Erden) sowie zu deren Gewinnung aus den Laugungslösungen. Dabei liegt der Fokus auf umweltfreundlichen Prozessschritten und Reagenzien. INN4MIN beginnt bei TRL 3 und zielt auf das Erreichen von TRL 5 ab.
Das Projekt "Hochleistungs-Flüssigchromatograph mit Tandem-Ionenfallen-Flugzeit-Massenspektrometer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Umwelttechnik, Lehrstuhl Biotechnologie und Wasseraufbereitung durchgeführt. Organische Spurenverunreinigungen und insbesondere deren Wirkungen rücken immer mehr in den Focus der Forschung. Rückstände von Pestiziden und Pharmaka werden inzwischen in allen Umweltkompartimenten bis hin zu Nahrungsmitteln, Trinkwasser und auch in menschlichen Geweben gefunden. Die Wirkungen solcher Stoffe sind jedoch bisher nur sehr wenig untersucht. Wirkungen werden auf Ökosystemebene, vor allem bei Wasserorganismen, aber auch bereits auf der Ebene von Vertebraten- und humanen Zellen gefunden. Besonders Besorgnis erregend ist die Feststellung synergistischer Effekte von Stoffen, die einzeln in Konzentrationen deutlich unterhalb der Wirkschwelle vorliegen. Die neu gegründete Fakultät 2 der BTU hat sich deshalb die Erforschung von Umweltverhalten und gesundheitlicher Auswirkungen solcher Verbindungen zum Ziel gesetzt. Ein besonderes Problem bei der Betrachtung von Wirkungen der Spurenstoffe stellen Metabolite und Abbauprodukte dieser Substanzen dar. Von zahlreichen Verbindungen ist das Verhalten in der Umwelt bisher kaum bekannt. Dies liegt häufig auch daran, dass bisher geeignete Analyseverfahren für die Verfolgung von Abbaumechanismen im Spurenbereich fehlen. Der LS 'Biotechnologie der Wasseraufbereitung' beschäftigt sich beispielsweise mit dem Umweltverhalten phosphororganischer Verbindungen. Der gegenwärtig bekannteste Vertreter dieser Stoffgruppe ist das Totalherbizid Glyphosat. Obwohl diese Verbindungen in großen Mengen nicht nur in der Landwirtschaft, sondern auch in der Industrie und vor allem im Haushalt verwendet werden, ist über das Umweltverhalten und vor allem über den Abbau der meisten Substanzen nur sehr wenig bekannt. Dies liegt u.a. an der äußert komplizierten Analytik, die bisher nur über LC/MS/MS oder LC/ICP-MS gelingt und nur von sehr wenigen Laboren in Deutschland beherrscht wird. Die Identifikation vieler Metaboliten scheitert bisher am Fehlen geeigneter Gerätetechnik und Methoden. Das beantragte LC/MS-IT-TOF-Gerät vereinigt erstmals die gute Empfindlichkeit des Ion-Trap mit der Massengenauigkeit der Time-Flow-Technik. Dieses Gerät besitzt somit die besten Voraussetzungen für die Identifikation von Substanzen im Spurenbereich und stellt eine wichtige Ergänzung von bereits vorhandenen Techniken wie GC/MS, LC/MS und NMR, sowie hoch effizienter Methoden und Verfahren zur Anreicherung von organischen Verbindungen dar. Es wird erwartet, dass mit Hilfe der neuen Technik völlig neue Einblicke in Umweltverhalten und Wirkungen von solchen Spurenstoffen gewonnen werden können, die bisher nicht oder nur unzureichend analysiert werden können. Mit der neuen Geräteausstattung werden dabei auch die Umwelt- und Gesundheitsforschung weiter verknüpft.
Das Projekt "Qualitative und quantitative Bestimmung potentieller organischer Schadstoffe in der Luft und auf den Blattorganen von Waldbaeumen aus verschiedenen Standorten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NATEC Institut für naturwissenschaftlich-technische Dienste durchgeführt. Die Arbeitshypothese zu diesem Forschungsvorhaben beruht auf der Vorstellung, dass die Blatt- bzw. Nadelorgane von Waldbaeumen staendig dem Eintrag potentieller atmosphaerischer Schadstoffe ausgesetzt sind. Infolge der Moeglichkeit ihrer direkten Einwirkung aus der Luft auf die Oberflaechen von Blaettern bzw. Nadeln koennen diese Schadstoffe nach erfolgter Aufnahme Stoerungen in bestimmten biochemischen Prozessen hervorrufen. Diese Stoerungen koennen schliesslich ggf. im Zusammenwirken mit anderen Vorgaengen im Stoffwechsel des Baumes zu so schwerwiegenden Schaedigungen des gesamten Kohlenstoff-, Energie- und Wasserhaushalts fuehren, dass eindeutig erfassbare Schadenssymptome bis hin zum Absterben des Baumes hervorgerufen werden. Ziel des zunaechst fuer eine Laufzeit von 12 Monaten konzipierten Vorhabens ist abzuklaeren, welche speziellen Analyse- und Anreicherungsverfahren eine zuverlaessige Bestimmung (qualitativ wie auch quantitativ) von organischen Luftverunreinigungen gestattet, die a) in der Standortluft enthalten sind und b) welche davon tatsaechlich auf die Blattoberflaeche deponiert werden. Zusaetzlich wird die Spurenanalytik (Filteranalysen) zu den Standort-/Reinluftuntersuchungen der Universitaet Muenchen (Prof. Koch) uebernommen. Die geplanten Untersuchungen lassen damit auch grundlegende Aussagen zur Hypothese von der direkten (phytotoxischen) Wirkung der Schadstoffe ueber den Luftpfad erwarten.
Das Projekt "Teilvorhaben: As-built-Erfassung und KI-basierte Methoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Geodätisches Institut, Lehrstuhl für Bauinformatik & Geoinformationssysteme durchgeführt. Das Projekt EnergyTWIN hat zum Ziel, Verfahren für die (automatisierte) Erzeugung eines 'Digitalen Zwilllings' bei der Inbetriebnahme der Gebäudetechnik und dessen kontinuierliche Fortführung mit Informationsanreicherung in der Betriebs- und Nutzungsphase zu entwickeln. Unter Verwendung von modernen Technologien des Reality Capturing, Data Science Methoden, virtueller und augmentierter Realität sowie Cloud-basierter Techniken zur Datenverwaltung werden Verfahren zur Erkennung und Klassifizierung von Komponenten und deren topologischer Zusammenhänge weiterentwickelt. Das Teilvorhaben der RWTH befasst sich mit - der Weiterentwicklung effizienter Methoden des Reality Capturing (Photogrammetrie, Laserscanning, Infrarotmesstechnik) zur georeferenzierten As-Built-Erfassung, der Innenraumpositionierung und Georeferenzierung der Messdaten sowie deren Nutzung für die virtuelle/augmentierte Realität und - der Weiterentwicklung von Verfahren für die Erkennung und Klassifizierung von Komponenten und deren topologischer Zusammenhänge. Dazu dienen insbesondere auch Methoden der Kl-basierten, automatisierten Punktwolkenfilterung, Merkmalsextraktion, Klassifizierung und Modellierung inklusive der Einbindung vorhandener BIM-Planungsmodelle.
Das Projekt "Dynamik des gentoxischen Potentials verschiedener Kompartimente in Fliessgewaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Zoologisches Institut I durchgeführt. Die in Paragraph 7a des Wasserhaushaltsgesetzes niedergelegte Forderung nach der Erfassung des gentoxischen Potentials in Abwassereinleitungen wird in Zukunft auch die Untersuchungen von Oberflaechengewaessern und ggf. Uferfiltraten erforderlich machen. Da das hierfuer erforderliche Untersuchungsinstrumentarium nicht zur Verfuegung steht bzw. nicht in ausreichendem Umfang zur Praxisreife entwickelt ist, besteht erhoehter Forschungsbedarf. Darueber hinaus ergibt sich ein aktueller Zusammenhang mit der Problematik der alljaehrlich wiederkehrenden Hochwassersituationen, da infolge der Ueberflutung von Wohnraum ein direkter Bezug zur Humantoxikologie besteht. Rahmen des beantragten Kooperationssprojektes zwischen dem Zoologischen Institut I und dem Institut fuer Hygiene der Universitaet Heidelberg sollen verschiedene Kompartimente (Freiwasser, Sediment, Schwebstoffe) des Neckars als Beispiel fuer ein groesseres Oberflaechengewaesser hinsichtlich des gentoxischen, toxischen und oekotoxischen Potentials untersucht werden, wobei waehrend des Untersuchungszeitraums auftretende Hochwassersituationen besondere Beruecksichtigung finden. Als Untersuchungsmodelle sollen Mikroorganismen (Toxizitaet, Gentoxizitaet) und Fische (Toxizitaet, Gentoxizitaet) dienen. Die Gentoxizitaet wird mit Hilfe mehrerer Tests mit Prokaryonten (Ames-, umu-, SOS-Test) sowie der Einzelzellgelelektrophorese (Comet-Assay) in Fischzellen und -geweben untersucht. Als Endpunkte fuer die Toxizitaet werden strukturelle und funktionelle Parameter in ausgewaehlten Monitororganen (Leber, Niere, Kieme) der Fische sowie cytotoxische Effekte in Fisch-Zellkulturen dienen. Vergleichend sollen die Proben im Leuchtbakterientest (Mikrotox) geprueft werden. Die Toxizitaetstests sind notwendig, um Gentoxizitaet von Cytotoxizitaet zu trennen. Von zentraler Bedeutung fuer die Justitiabilitaet der Messergebnisse ist die Art der Probenvorbereitung. Da bei Oberflaechengewaessern zunaechst von relativ geringen Schadstoffkonzentrationen auszugehen ist, ist der Einsatz von Anreicherungsmethoden unumgaenglich um so eine Langzeitexposition von Organismen zu simulieren. Im Rahmen des Projekts sollen daher verschiedene Methoden der Festphasen- und Fluessig-Fluessig-Extraktion erprobt, adaptiert und optimiert werden Das beantragte Vorhaben versteht sich als Vorbereitungsprojekt zu einem beantragten BMFT-Verbund, in dem im Rahmen einer Zusammenarbeit zwischen ost- und westdeutschen Universitaeten und Behoerden eine Vielzahl von Methoden zur Ermittlung des gentoxischen Potentials von Oberflaechengewaessern geprueft und validiert werden soll. Bereits im Vorfeld muessen fuer dieses BMFT-Verbundvorhaben v.a. geeignete Methoden zur Probenvorbehandlung entwickelt und innerhalb des Modellorganismus Fisch die am besten geeigneten Organ- und Zellsysteme festgestellt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Chemie- und Bioingenieurwesen, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt. Ziel des Projektes ist, in Zusammenarbeit mit den Kooperationspartnern die Basis für die Abscheidung reaktiver Elemente und Legierungen unter wasserfreien Bedingungen in ionischen Flüssigkeiten zu legen. Dieser neuartige Prozess wird für die Galvanotechnik entwickelt und verfügbar gemacht. Die Universität Erlangen entwickelt in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern Verfahrenslösungen zum Recycling und zur Rejuvenierung der Elektrolytbäder auf Basis von ionischen Flüssigkeiten. Die Aufgaben aus dem Teilvorhaben gliedern sich in die Rückgewinnung der ionischen Flüssigkeiten und der metalltragenden Substanzen. In einer zweiten Stufe werden die im Elektrolyseprozess entstehenden Nebenprodukte charakterisiert und dafür Abreicherungsverfahren erarbeitet. Die Arbeiten gliedern sich nach der elektrochemischen Belastung. Die entwickelten Prozesse können schnell als neue Beschichtungstechnologien in die europäische Automobil-, Luftfahrt- und Raumfahrttechnik wie auch für preisgünstige Solarzellen (CIGS) verwertet werden. Die so erarbeiteten Innovationen können damit ein standortsicherer Technologievorsprung für die heimische Beschichtungsindustrie sein.
Das Projekt "Teilvorhaben: Rückgewinnung der Wertmetalle aus Lithium-Ionen-Batteriesystemen durch Druckaufschluss und Extraktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Nickelhütte Aue GmbH durchgeführt. Das Recycling gealterter oder defekter Li-Ionen-Batterien und Ultrakondensatoren (Systeme und Zellen) ist eine wesentliche Rohstoffquelle für die Fertigung der Batterien von Morgen. Eine Zerlegung der Batterie-Systeme und Zellen in Einzelbestandteile ist erforderlich, um effizient und sortenrein an die enthaltenen Rohstoffe zu gelangen. Es ist aber auch vorstellbar, die Produkte einzelner Zerlegungsstufen einer direkten Wiederverwendung zuzuführen (z.B. Second-Life von Batteriezellen oder Elektronikkomponenten, Wiederverwendung von Aktivmaterial etc.). Für das Recycling der zu erwartenden großen Mengen an unterschiedlichen Batterien aus Elektromobilität, stationären Speichern, Consumer-Applikationen, Industrieanwendungen etc. sind, gegenüber dem heutigen Stand, insbesondere der Automatisierungsgrad, die Aufschlussrate und die Effizienz zu steigern, um wirtschaftlich arbeitende Wertstoffkreisläufe aufzubauen. Im Projekt wird konkret die Klassifizierung anhand echtzeit-generierter Daten und die automatische Zerlegung einkommender Batteriesysteme und -module erforscht und demonstriert. Hierbei wird auf neueste Methoden der Automatisierung und Digitalisierung zurückgegriffen. Zudem sollen Verfahren zur Zerlegung von Einzelzellen sowie zur Aufkonzentration und Anreicherung der relevanten Rohstoffe für den großindustriellen Einsatz entwickelt werden. Die wirtschaftliche Verwertung der Projektergebnisse erfolgt, indem die Partner des Konsortiums selbst eigene Batterien recyceln oder das Batterierecycling als Dienstleistung anzubieten. Andere Partner tragen ihren Anteil als Lieferant für Maschinen, Automatisierungslösungen und Knowhow entsprechend bei. Auf diese Weise entstehen nachhaltige Rohstoffkreisläufe, die den regional ansässigen Playern unmittelbar zu Gute kommen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Recycling von Ultrakondensatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Skeleton Technologies GmbH durchgeführt. Das Recycling gealterter oder defekter Li-Ionen-Batterien und Ultrakondensatoren (Systeme und Zellen) ist eine wesentliche Rohstoffquelle für die Fertigung der Batterien von Morgen. Eine Zerlegung der Batterie-Systeme und Zellen in Einzelbestandteile ist erforderlich, um effizient und sortenrein an die enthaltenen Rohstoffe zu gelangen. Es ist aber auch vorstellbar, die Produkte einzelner Zerlegungsstufen einer direkten Wiederverwendung zuzuführen (z.B. Second-Life von Batteriezellen oder Elektronikkomponenten, Wiederverwendung von Aktivmaterial etc.). Für das Recycling der zu erwartenden großen Mengen an unterschiedlichen Batterien aus Elektromobilität, stationären Speichern, Consumer-Applikationen, Industrieanwendungen etc. sind, gegenüber dem heutigen Stand, insbesondere der Automatisierungsgrad, die Aufschlussrate und die Effizienz zu steigern, um wirtschaftlich arbeitende Wertstoffkreisläufe aufzubauen. Im Projekt wird konkret die Klassifizierung anhand echtzeit-generierter Daten und die automatische Zerlegung einkommender Batteriesysteme und -module erforscht und demonstriert. Hierbei wird auf neueste Methoden der Automatisierung und Digitalisierung zurückgegriffen. Zudem sollen Verfahren zur Zerlegung von Einzelzellen sowie zur Aufkonzentration und Anreicherung der relevanten Rohstoffe für den großindustriellen Einsatz entwickelt werden. Im Teilprojekt 'Recycling von Ultrakondensatoren' werden insbesondere die Möglichkeiten zur wirtschaftlichen Wiederaufbereitung von Ultrakondensatormaterialen, -zellen und -modulen erhoben, auch im Kontext hybrider Batteriesysteme.
Das Projekt "Entwicklung eines Infrarot-Sensors zur kontinuierlichen Messung der Konzentration von Halogenkohlenwasserstoffen in Abwaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 8 Chemie, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. Zur Ueberwachung der Abwaesser gibt es zur Zeit nur diskontinuierlich arbeitende Messmethoden. Ferner werden die meisten Schadstoffe in Form von Summenparametern gemessen, dies schliesst die genaue Zuordnung von einzelnen Abwasserinhaltsstoffen aus. Eine kontinuierliche Ueberwachung der Abwaesser mittels IR-Sensoren wuerde nicht nur quantitative Aussagen, sondern auch qualitative Angaben hinsichtlich der Natur des Schadstoffes zulassen. Prinzip: Die zu messende Substanz diffundiert aus dem Wasser in eine Polymer-Membran, die sich auf der Oberflaeche eines ATR-Kristalles befindet (ATR = attenuated total reflection). Eine oder mehrere zu ueberwachende Verbindungen werden mit einem IR-Photometer in einem Messkopf kontinuierlich quantitativ bestimmt.
Das Projekt "Anreicherungsverfahren fuer Luftsauerstoff mit Hilfe der Porendiffusion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Bremerhaven, Technologietransferzentrum, Umweltinstitut durchgeführt. Die meisten Verbrennungsprozesse, einfache Vergasungsprozesse und viele biologische Verfahren werden mit Hilfe der Luft als Sauerstofflieferantin durchgefuehrt. Eine Optimierung dieser Verfahren waere moeglich, wenn statt Luft reiner Sauerstoff bzw. ein Gemisch Luft/Sauerstoff eingesetzt werden wuerde. Die technische Sauerstoffgewinnung ist allerdings nach wie vor aufwendig und teuer. Ein Gundverfahren, das von der Bergbau Forschung GmbH entwickelte sogenannte BF-Verfahren, soll mit Hilfe der Porendiffusion modifiziert und oekonomisch effizienter gestaltet werden.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 11 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 11 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 11 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 11 |
| Englisch | 1 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 9 |
| Webseite | 2 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 7 |
| Lebewesen & Lebensräume | 8 |
| Luft | 6 |
| Mensch & Umwelt | 11 |
| Wasser | 4 |
| Weitere | 11 |