Das Projekt "Fachgespräch 'Dauerhaft umweltgerechte IuK-Technik - am Beispiel Handy im März 2002" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kreislauf- und Verwertungsagentur durchgeführt.
Das Projekt "Storage of hydrogen in hydrides" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik durchgeführt. Hydrogen is the ideal synthetic fuel to convert chemical energy into electrical energy or into motive power because it is light weight, highly abundant and its oxidation product is vapor of water. Thus its usage helps to reduce the greenhouse gases and it conserves fossile resources. There is even a clean way to produce hydrogen by electrolysis of water by means of photo voltaics (SvW06, VSM05, PMM05). There are various possibilities to store the hydrogen for later use: Liquid and gaseous hydrogen can be stored in a pressure vessel, hydrogen can be adsorped on large surface areas of solids, and finally crystal lattices of metals or other compounds can be used as the storage system, where hydrogen is dissolved either on interstitial or on regular lattice sites by substitution (SvW06, San99). The latter process and its reversal is called hydriding respectively dehydriding. The subject of this proposal is the modeling and simulation of that process. The main problem of a rechargeable lithium-ion battery is likewise a storage problem, because in a rechargeable battery, both the anode and cathode do not directly take part in the electrochemical process that converts chemical energy into electrical energy, rather they act as host systems for the electron spending element, which is here lithium (Li). During the last month the applicant developed and exploited a mathematical model that is capable to capture the storage problem of an iron phosphate (FePO4) cathode, where the Li atoms are stored on interstitial lattice sites (DGJ07).
Das Projekt "ZABAT - Next generation rechargeable and sustainable Zinc-Air batteries" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Heraeus Battery Technology GmbH durchgeführt. Elektrochemische Energiespeicher wie die Zink-Luft Batterien stellen eine grüne, nachhaltige und leistungsstarke Technologie für die zukünftige Energieversorgung dar. Insbesondere zur Erreichung der EU Klimaziele und zur Sicherstellung einer klimafreundlicheren Energieversorgung spielt die verlässliche Nutzung erneuerbarer Energien wie Wind und Solar eine wesentliche Rolle, wobei die stationäre Energiespeicherung ein wichtiger Baustein ist. Um die Zwischenspeicherung volatiler Energiequellen auf EU-Ebene nachhaltig zu gestalten, sind rohstoff- und technologieunabhängige Alternativen zu den derzeitigen potentiellen, stationären Speichersystemen wie Blei-Säure, Li-Ionen oder Redox-Flow nötig. Zink-Luft Systeme sind hier aussichtsreiche Kandidaten und vereinen Vorteile wie hohe spezifische Energiedichte (mind. um Faktor 3 höher), Effizienz (größer als 95%) und Lebensdauer (größer als 1000 Zyklen), sowie v.a. auch Rentabilität (Ressourcen und Betrieb) und Umweltfreundlichkeit (Rohstoffe und Recycling). Die Leistungsfähigkeit eines Batteriespeichers im Gesamtkonzept der erneuerbaren Technologien hängt v.a. von der Effizienz der elektrochemischen Reaktionen an den Elektroden ab. Im Falle der Zink-Luft Batterie sind die an der Kathode oder Gasdiffusionselektrode (GDE) stattfindende Sauerstoff-Evolutionsreaktion (OER) und Sauerstoff-Reduktionsreaktion (ORR) ausschlaggebend und determinierend.
Das Projekt "ZABAT - Next generation rechargeable and sustainable Zinc-Air batteries" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung durchgeführt. Elektrochemische Energiespeicher wie die Zink-Luft Batterien stellen eine grüne, nachhaltige und leistungsstarke Technologie für die zukünftige Energieversorgung dar. Um die Zwischenspeicherung volatiler Energiequellen auf EU-Ebene nachhaltig zu gestalten, sind rohstoff- und technologieunabhängige Alternativen zu den derzeitigen potentiellen, stationären Speichersystemen nötig. Zink-Luft Systeme sind hier aussichtsreiche Kandidaten und vereinen Vorteile wie hohe spezifische Energiedichte, Effizienz und Lebensdauer, sowie v.a. auch Rentabilität und Umweltfreundlichkeit. Die Leistungsfähigkeit eines Batteriespeichers im Gesamtkonzept der erneuerbaren Technologien hängt v.a. von der Effizienz der elektrochemischen Reaktionen an den Elektroden ab. Im Falle der Zink-Luft Batterie sind die an der Kathode oder Gasdiffusionselektrode (GDE) stattfindende Sauerstoff-Evolutionsreaktion (OER) und Sauerstoff-Reduktionsreaktion (ORR) ausschlaggebend und determinierend. Die Strombelastbarkeit und Leistungsfähigkeit der GDE sowie die Effizienz der ORR/OER-Kathodenreaktion sollen erhöht werden durch ein spezielles gedrucktes, 3-dimensionales, multifunktionales Design der Aktivschicht (AL) der GDE, wobei ökologische und ökonomische Elektrokatalysatoren in Kombination mit definiert porösen Kohlenstoffsubstratmaterialien eingesetzt werden.
Das Projekt "Next generation rechargeable and sustainable Zinc-Air batteries" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung durchgeführt. Elektrochemische Energiespeicher wie die Zink-Luft Batterien stellen eine grüne, nachhaltige und leistungsstarke Technologie für die zukünftige Energieversorgung dar. Um die Zwischenspeicherung volatiler Energiequellen auf EU-Ebene nachhaltig zu gestalten, sind rohstoff- und technologieunabhängige Alternativen zu den derzeitigen potentiellen, stationären Speichersystemen nötig. Zink-Luft Systeme sind hier aussichtsreiche Kandidaten und vereinen Vorteile wie hohe spezifische Energiedichte, Effizienz und Lebensdauer, sowie v.a. auch Rentabilität und Umweltfreundlichkeit. Die Leistungsfähigkeit eines Batteriespeichers im Gesamtkonzept der erneuerbaren Technologien hängt v.a. von der Effizienz der elektrochemischen Reaktionen an den Elektroden ab. Im Falle der Zink-Luft Batterie sind die an der Kathode oder Gasdiffusionselektrode (GDE) stattfindende Sauerstoff-Evolutionsreaktion (OER) und Sauerstoff-Reduktionsreaktion (ORR) ausschlaggebend und determinierend. Die Strombelastbarkeit und Leistungsfähigkeit der GDE sowie die Effizienz der ORR/OER-Kathodenreaktion sollen erhöht werden durch ein spezielles gedrucktes, 3-dimensionales, multifunktionales Design der Aktivschicht (AL) der GDE, wobei ökologische und ökonomische Elektrokatalysatoren in Kombination mit definiert porösen Kohlenstoffsubstratmaterialien eingesetzt werden.
Das Projekt "Entwicklung wiederaufladbarer Zink-Luft-Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. General Information: Project Objectives: The aim of the programme described in this proposal is the development of an electrically rechargeable zinc-air battery using bifunctional air electrodes. This system stands out for its high energy density, good environmental compatibility, low cost of active materials, and wide operating temperature range (-10 C - +50 C). The goal of this programme is to demonstrate an electrically rechargeable Zn-air battery concept having the same high specific energy figures as the mechanically rechargeable Zn-air system without requiring extra infrastructure for recharging. Compared to existing advanced batteries such as MeH-Ni, Li-ion and high temperature Na-NiCl2 (ZEBRA) or Lion systems, Zn-air shows higher energy density, good environmental compatibility, low cost of active materials and a wide range of operating temperature. Furthermore Zn-air batteries arc advantageous with respect to safety. Due to its attractive features this system is regarded as a promising candidate for use in small scale PV applications, portable electronic devices and in electric vehicles. The goal of this programme is to demonstrate an electrically rechargeable Zn-air battery having an energy density of approximately 150 Wh/kg. To reach this goal, significant innovations will be needed with respect to the components used in the battery. Technical Approach: The project consists of three major experimental parts, two of them focusing on the development of components. The third task is oriented to cell/system engineering. Component development will be focused on innovative microstructures for the zinc and the air electrode. Furthermore, new, more active catalysts will be developed for the bifunctional air electrode. A system study will find market opportunities and will determine the technical and economical requirements for Zn-air batteries as ecologically beneficial electrochemical energy storage systems. Expected Achievements and Exploitation: This programme will result in optimised materials, electrode structures, and cell designs. The cycle life will be evaluated in test-cells of practical Sizer (25 to 200 cm2). It is expected to reach more than 600 cycles and a service life of more than 3 000 h for the bifunctional electrodes. In order to increase the specific power of the systems to be investigated, advanced cell designs will be built and tested. A module having a specific power of 100 W/kg at 80 per cent DOD and a specific energy of 150 Wh/kg, will be demonstrated. Further improvement of these performance figures should be possible in the futures.
Das Projekt "Photovoltaik-Demonstrationsanlage Katholische Kirchengemeinde St. Joseph, Öhringen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Katholische Kirchengemeinde St. Joseph durchgeführt. Gebäudecharakteristik und Konzeption der Anlagentechnik: Die Anlage wird auf das Kirchendach installiert. Die Kirche wurde 1961 erbaut. Ihre Bruttogeschossfläche beträgt 898,83 qm. Sie besitzt ein Satteldach mit ca. 20 Grad Neigung und ca. 200 qm verschattungsfreier nutzbarer Dachfläche, die nach Süden ausgerichtet ist. PV-Generator: 38 monokristalline Solarmodule in Aufdachmontage, System Würth Solergy, Typ WE 110 mit 110 Wp, Spannung bei Maximalleistung 34,8 V, Strom bei Maximalleistung 3,16 A, L x B x H in mm: 1310 x 652 x 33,8, anschlussfertig mit 2 x 2,5 mm2 Anschlusskabel, Montage mittels bohrfreiem Edelstahl/Alu-Modulhaltesystem einfach erweiterbar. Wechselrichter: 5 Stück Würth Solergy WE 500 NWR, Dauerleistung 650 W, Spitzenleistung 800 W, Netzeinspeisung ab 7 W, mit mikroprozessorgesteuerter MPP-Regelung, Eingangsspannung 35 - 47 VDC, Ausgangsspannung 230 VAC. Geplante Maßnahmen zur Verbreitung: 1. Vortrag des Diözesanen Umweltberaters zum Themen des Umweltschutzes und der Thematik 'Umwelt bewahren'. 2. Anschaffung eines Tischspiels beim örtlichen Fachhandel zum Thema Energiesparen und Demonstrationen zur Energieerzeugung. 3. Ausstellung von Geräten des alltäglichen Gebrauchs, die mit Solarenergie gespeist werden können, so z.B. Armbanduhr, Taschenrechner, Batterieladegeräte usw. Diese Dauerausstellung wird im Schaukasten der Kirchengemeinde St. Joseph platziert. 4. Während des Kirchengemeindefestes wird ein Quiz zum Thema Energiesparmaßnahmen durchgeführt. 'Energiesparende' Gewinne werden bei diesem Quiz für die Gewinner ausgelobt. 5. Im Schaukasten der Kirchengemeinde wird ein Stadtplan von Öhringen und Umgebung aufgehängt, auf dem die Solarinstallationen (privat und gewerblich) durch Farbpunkte markiert sind. Dieser Plan soll Anreiz geben, sich bereits installierte Anlagen anzusehen und mit den Betreibern über deren Er-fahrungswerte zu sprechen. Umsetzung im Februar 2002. 6. Das Projekt Photovoltaik auf dem Kirchendach St. Joseph wird im Internet dargestellt. 7. Durchführung eines Beratungstages zur Solartechnik und Beratung zu möglichen öffentlichen Fördermaßnahmen, Hilfestellung bei der Antragstellung und weiteren Informationen zum Thema. Durchgeführt wird diese Beratung durch Mitglieder des Fachausschusses Solar der Kirchengemeinde Öhringen. Umsetzung im März 2002. Fazit: Die Errichtung der Photovoltaikanlage auf dem Dach der Kirche in St. Joseph in Öhringen konnte den gewünschten Breiten- und Informationseffekt erzielen. Obwohl die Anlage mit 40 m2 Solarfläche nicht gerade klein ausfällt, könnte Sie bei Finanzierbarkeit wesentlich größer und damit ertragreicher sein. Dieser Anspruch scheitert aber an der finanziellen Machbarkeit der Gemeinde. Trotz der etwas schleppenden Genehmigungsverfahren konnte die Begeisterung bis jetzt aufrecht erhalten werden. Der ökumenische Grundgedanke erhielt durch die Förderung der Projekte der katholischen und evangelischen Gemeinde frischen Wind und belebte die Zusammenarbeit.
Das Projekt "Teilprojekt: Umsetzung der fluidischen Aufgaben in einem Batterieladegerät für portable Elektronikgeräte auf Basis einer Brennstoffzelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bartels Mikrotechnik GmbH durchgeführt. In dem Projekt soll ein nachhaltiges, umweltfreundliches Ladegerät für tragbare elektronische Geräte auf Basis einer Brennstoffzelle entwickelt werden. In einer sogenannten Power-Card wird der Brennstoff, eine Reaktionschemie und ein kleiner Wasservorrat in getrennten Kammern vorgehalten. Dies ist das Verbrauchsmaterial des Systems. Diese Power-Card wird mit dem mehrfach nutzbaren Charger verbunden. In dem Charger befindet sich eine Pumpe, die das Wasser aus der Powercard, über die Chemikalie und dann zurück in die Power-Card zu dem Brennstoff transportiert Für den Wassertransport soll eine kleine piezoangetriebene Mikropumpe genutzt werden. Die Funktion einer solchen Pumpe ist bereits erprobt, für das Vorhaben ist diese jedoch umfangreich anzupassen. Das zweite Arbeitsthema ist die Nutzung von Mikrostrukturen zur gezielten Verteilung des Wassers in dem Brennstoffreservoir. Diese beeinflusst stark die Wärmeerzeugung und Gasproduktion und muss daher kontrolliert werden. Über weitere Mikrokanäle werden die entstehenden Wasserstoffmoleküle aus dem Reaktionsraum herausgeführt. Zu diesen Fluid/Gas Verteil-Strukturen gibt es zwar einige grundsätzliche Erfahrungen. Anwendungen, wie die hier adressierte, sind allerdings völlig neu.
Das Projekt "CatSe - Interfaces and Interphases in Rechargeable Li Based Batteries: Cathode/Solid Electrolyte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren durchgeführt. Das Ziel des Forschungsvorhabens liegt im Aufbau eines grundlegenden Verständnisses über die Grenzfläche zwischen keramischen Ionenleitern (hier LLZO) und Kathode (hier LNMO, LCO), um die Etablierung von Festkörperbatterien mit minimiertem Gesamtwiderstand, hoher Kapazität und hoher Leistungsdichte zu ermöglichen.
Das Projekt "Lillint - Thermodynamic and kinetic stability of the Lithium-Liquid Electrolyte Interface" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Westfälische Wilhelms-Universität Münster, MEET Batterieforschungszentrum durchgeführt. Kernaspekt der US-German Cooperation on Energy Storage - Interfaces and Interphases in Rechargeable Li-Metal-Based Batteries ist die Untersuchung der Grenzflächen und Grenzschichten zwischen Elektrolyt und Elektrode. Im Rahmen dieser Kooperation ist das hier beschriebene Vorhaben Teil des Verbundes mit Fokus auf Lithiummetall / Flüssigelektrolyt-Systeme. Eines der Hauptziele dieses Verbundes ist es, die Mechanismen zu verstehen, durch welche die Grenzschichten zwischen Lithiummetall und flüssigem Elektrolyten (solid electrolyte interphase, SEI) gebildet und beeinflusst wird. Des Weiteren gilt es herauszufinden, wodurch sich die Instabilität der Grenzflächen und -schichten in diesen Systemen bedingt. Das Arbeitsziel des MEET besteht darin, die beteiligten Reaktionen durch instrumentelle Analytik aufzudecken und zu charakterisieren, um durch die gewonnenen Erkenntnisse wesentlich zum Erreichen der Verbundziele beizutragen. Hierzu sollen mittels in situ NMR die flüssigen bzw. gelösten Reaktionsedukte sowie -produkte bestimmt werden. Um außerdem die gasförmigen Reaktionsprodukte zu erfassen, werden gaschromatographische Techniken verwendet. Wie in der Verbundbeschreibung aufgeführt soll zusammen mit den Forschungen des MIT und des ANL u.a. über die Bildung fester SEI-Bestandteile sowie über die Solvatationszustände beteiligter Verbindungen, ein möglichst vollständiges Bild der ablaufenden Reaktionen erstellt werden. Komplementär sollen diese Untersuchungen durch DFT Berechnungen des MIT ergänzt werden, um die gewonnenen Erkenntnisse weiter zu vertiefen und zu unterstützen. Im Rahmen dieses Teilvorhabens sollen die ablaufenden Reaktionen für die beiden im Verbund vereinbarten Elektrolyte in symmetrischen Lithiummetallzellen sowie in Lithiummetall / NMC-Zellen untersucht werden. Hierdurch wird zum einen ermöglicht weitere Einflussfaktoren und -möglichkeiten der untersuchten Reaktionen aufzudecken und zum anderen wird erwartet, dass sich ein gefestigteres Gesamtbild ergibt.
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