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ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung

Das Projekt "ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Graphit Kropfmühl GmbH durchgeführt. Für die Wirksamkeit der Abwasserbehandlung mittels eines bioelektrochemischen Systems ist die elektrisch leitfähige Ausstattung der papierbasierten, dreidimensionalen Elektroden von wesentlicher Bedeutung. Die resultierende maximale elektrische Stromdichte bzw. elektrische Leistung ist von den verwendeten Elektroden abhängig, die biokompatibel, mechanisch stabil in Wasser und gut elektrisch leitfähig ausgerüstet sein müssen. Herkömmliche kommerzielle Graphitprodukte haben jedoch Limitierungen der Verwendung als Füllstoff für Elektroden. So tritt Perkolation normalerweise erst bei hohen Füllgraden auf. Zudem schwächt die Einbringung des hydrophoben Graphits bei hohen Massenprozenten die strukturelle Integrität der Papiermatrix. Aus diesen Gründen ist das Ziel des Teilvorhabens, optimierte Graphittypen zu entwickeln, die eine möglichst gute Leitfähigkeit schon bei geringen Füllgraden bieten und/oder eine besser an die Papierfaser anbinden, um eine höhere mechanische Stabilität zu erreichen. Als zusätzliche Aufgabenstellung sollen mit den untersuchten Graphittypen sedimentationsstabile Dispersionen erzeugt werden, um für eine möglichst einfache Handhabung beim Papierproduzenten zu sorgen. Für die papierbasierte Elektrode sollen spezielle, optimierte Graphite eingesetzt werden. Von GK werden im AP 3 verschiedene Dispergierhilfsmittel sowie Dispergiermethoden eingesetzt. Dazu gehören: - Dispergierung mit starken Scherkräften (Ultraturrax, Mikrofluidizer) - Ultraschallunterstützte Dispergierung - Verwendung von Netzmitteln und Rheologieveränderern Im weiteren Verlauf des AP 3 soll durch eine Aufbringung funktioneller Gruppen auf dem Graphit oder durch Coating die Hydrophilie des Graphits erhöht und damit seine Anbindung an Papier verbessert werden. Dazu sollen verschiedene Methoden zum Einsatz kommen: - Partielle nasschemische Oxidation - Polarisierung durch Oberflächenbeschichtung mit Alkalimolybdaten und Phosphaten. - Plasma-Behandlung (Fa. Haydale als Unterauftrag).

ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung

Das Projekt "ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung durchgeführt. Ziel des geplanten Vorhabens ist die Entwicklung eines papierbasierten Werkstoffes, der leitfähig ist, sich für den Dauereinsatz in wässrigen Medien eignet und optimale Vorausset-zungen für das Ausbilden von elektrochemisch aktiven Biofilmen bietet. Der Werkstoff soll als flächige Elektrode für bioelektrische Systeme in der Wasserwirtschaft dienen. Auf Basis dieser neu entwickelten Materialien wird der Einsatz bioelektrochemischer Systeme im Bereich der Abwasserreinigung, bei gleichzeitiger Erzeugung von Energie bzw. chemischer Energieträger erprobt und bewertet. Außerdem soll durch den Einsatz des BES eine Eliminierung von Phosphor und Stickstoff, die eine zusätzliche Hauptanforderung an die kommunale Abwasserreinigung darstellt, erfolgen. Im Projekt soll der bis jetzt fehlende Praxisbeweis für eine technische Umsetzung in der Abwasserreinigung verbunden mit einer effektiven Produkt-Gewinnung für beide Rohstoffe erfolgen. Zunächst werden im Labormaßstab leitfähige, stabile und formbare Bioelektroden auf Basis von Graphit-gefüllten Spezialpapieren entwickelt und optimiert. Die Papiere werden dann auf ihre physikalisch-mechanischen Eigenschaften hin untersucht und bezüglich ihrer Formbarkeit getestet. Zeitgleich wird eine Elektrodengeometrie computergestützt entworfen. Die Geometrie soll ein möglichst optimales Verhältnis aus funktionaler Oberfläche und Rauminhalt darstellen und sich zudem durch sehr gute Strömungseigenschaften auszeigen. Die Papiere werden anschließend in die entworfene Struktur gebracht und dann auf ihre Eignung als Kathode für bioelektrochemische Systeme untersucht. Im Anschluss daran werden die geeignetsten Papierrezepturen im Technikum auf die kontinuierliche Papierherstellung übertragen, welche wichtige Hinweise für die weitere Hochskalierung auf den industriellen Maßstab liefert. Die Übertragung auf den industriellen Maßstab schließt das Projekt materialseitig ab.

ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung

Das Projekt "ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH durchgeführt. Ziel dieses Teilvorhabens im Rahmen des Gesamtvorhabens ist die Analyse, Untersuchung und Nutzbarmachung mikrobieller Struktur-Funktionsbeziehungen von mikrobiellen Anoden in der mikrobiellen elektrochemischen Abwasserreinigung.Aufbauend auf bisherige Arbeiten der Antragsteller soll ein tiefgehendes Wissen über Struktur-Funktions-Beziehungen für mikrobielle Anoden aufgebaut und zur Verfügung gestellt werden. Ziel der Arbeiten des APs 5 ist während der gesamten Projektlaufzeit eine skalenübergreifende Analytik der mikrobiellen Gemeinschaften. Dies schließt sowohl mikrobielle Biofilme auf den Elektroden und Membranen als auch planktonische Kulturen mit ein, dabei soll vor allem die Flow Cytometrie zum Einsatz kommen und durch bioinformatische sowie mikroskopische und elektrochemische Methoden ergänzt werden. 1)Vernetzung des AP 5 im Gesamtvorhaben:Das im Weiteren beschriebene AP 5 ist innerhalb des Gesamtvorhabens sehr stark vernetzt. Dabei werden sowohl Proben zur mikrobiellen Analyse als auch die zugehörigen Daten aus den APs 4, 6, 7, 10 und 13 transferiert. Die dafür notwendigen Protokolle werden in AP 5.1. zu Beginn des Projekts entwickelt. 2)AP 5.1: Methodenetablierung und -validierung: Ziel dieses AP ist die Etablierung von Workflows/ Protokollen für eine zuverlässige biologische Beprobung innerhalb des Projekts sowie der notwendigen Bestimmung von abiotischen Standardparameter. 3)AP 5.2: Analyse von Reaktoren im Labormaßstab:Ziel dieses APs ist es, die Zusammenhänge zwischen Leistungsfähigkeit der mikrobiellen elektrochemischen Abwasserreinigung und der mikrobiellen Gemeinschaft aufzudecken. Dazu wird in AP 5.2a eine Metaanalyse durchgeführt. Im AP5.2b soll die Heterogenität der mikrobiellen Gemeinschaften auf 3D-Elektroden analysiert werden, um Skaleneffekte frühzeitig zu identifizieren und somit entgegenwirken zu können. 4)AP 5.3: Analyse von Reaktoren im Technikumsmaßstab.

ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung

Das Projekt "ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Köhler Greiz GmbH & Co. KG durchgeführt. Die Fa. Koehler Greiz übernimmt die großtechnische Umsetzung (Upscaling) der im Labor und Technikumsmaßstab entwickelten Technologie zur Steigerung des Füllgrades von Papieren, Dosierung und Retention hoher Graphitgehalte auf einer industriellen Papiermaschine, sowie die großtechnische Produktion des Membran Basispapiers. Es werden Rezepturempfehlungen erarbeitet, die Rohstoffe auf Umwelt- und Arbeitssicherheitsanforderungen untersucht, sowie unerwünschte Nebenreaktionen abgeprüft. Es werden Rezepturempfehlungen erarbeitet und mit den Projektpartnern kommuniziert. Labor- und Technikumsversuche bei Projektpartnern werden vor Ort begleitet. Labor- und Technikumsmaterialien werden nach werksinternen Methoden charakterisiert und Spezifikationen für die großtechnische Fertigung erstellt. Großtechnische Vorversuche zur Erhöhung des Füllgrades und der Naßfestigkeit, sowie Optimierung der Systemreinigung dienen als Grundlage für die endgültige Rezeptumsetzung im Industriemaßstab. Auswahl, Erprobung und Anpassung geeigneter Meßtechnik zur Prozeßkontrolle dient der Qualitätsüberwachung bei der Fertigung des Elektrodenmaterials. Der Graphiteinsatz führt zu extremer Verschmutzung der Anlagen, so daß geeignete Reinigungsverfahren erprobt und entwickelt werden müssen um anschließend reguläre Qualität fertigen zu können. Weiterhin ist die Installation, Einbindung und der Betrieb einer Demonstratoranlage in die betriebliche Abwasser Reinigungsanlage (ARA) vorgesehen. Parallel zur großtechnischen Industriekläranlage wird der Demonstrator betrieben und Daten erfaßt. Der Antragsteller ist an folgenden Arbeitspaketen beteiligt AP Titel 1 Elektrodenentwicklung im Labormaßstab 3 Graphit-/Dispersionsentwicklung 4 Bioelektrochemische Elektrodencharakterisierung 6 Elektrodenverarbeitung 7 Elektrodenentwicklung im Technikumsmaßstab 9 Hochskalierung Elektrodenmaterial 10 Abwasserbetrieb im Technikumsmaßstab 11 Modularer Aufbau eines Demonstrators 12 Anlagenbau 13 Betrieb der Anlage.

ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung

Das Projekt "ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EnviroChemie GmbH durchgeführt. Für die nachhaltige Nutzung der Ressource Wasser spielen neu entwickelte Materialien sowie alternative technologische Konzepte eine zentrale Rolle. Innovative Verfahren im Bereich der nachhaltigen Abwasserbehandlung stellen sogenannte mikrobielle elektrochemische Technologien (MET) dar. Dabei wird die organische Schmutzfracht im Abwasser durch Mikroorganismen direkt in elektrische Energie oder chemische Energieträger umgewandelt. Im Projekt 'ElektroPapier' werden MET dahingehend weiter entwickelt, dass eine wirtschaftliche Betriebsführung ermöglicht wird. Zur Steigerung der Leistungsfähigkeit von MET werden leitfähige, stabile und formbare Bioelektroden auf Basis von Graphit-gefüllten Spezialpapieren entwickelt. Dafür werden spezielle optimierte Graphite eingesetzt, welche unter anderem eine hohe Einbindung in das Papier aufweisen und eine stabile Dispersion bilden. Die damit produzierten Papiere werden auf ihre physikalisch-mechanischen Eigenschaften hin untersucht und bezüglich ihrer Formbarkeit getestet, da durch eine 3-dimensionale Elektrodenanordnung hohe Oberfläche-zu-Kammervolumen Verhältnisse erreicht und Materialkosten eingespart werden können. Die geeignetsten Papierrezepturen werden danach im Technikum auf die kontinuierliche Papierherstellung mit Papiermaschinen übertragen. Dies gibt wichtige Hinweise bezüglich der Produzierbarkeit, der Kosten und der möglichen herstellbaren Mengen an gefülltem Papier. Zur Trennung der Anoden- und Kathodenkammer werden Ionenaustauscher-Membranen optimiert und in MET erprobt. Die Membranen werden hinsichtlich ihrer mechanischen und chemischen Stabilität sowie der Antifouling-Eigenschaften durch eine Modifizierung des Funktionalisierungsgrades, der Membrandicke an die speziellen Anforderungen angepasst. Weiterhin wird eine hohe Ionenleitfähigkeit gewährleistet. Ein weiteres Ziel ist es, eine skalenübergreifende Analytik der mikrobiellen Gemeinschaften zu schaffen. Dafür werden die Interaktion der Mikroorganismen mit der Elektroden- bzw. Membranoberfläche untersucht und daraus Struktur-Eigenschaftsbeziehungen abgeleitet. Dabei soll vor allem die Durchflusszytometrie zum Einsatz kommen und durch bioinformatische sowie mikroskopische und elektrochemische Methoden ergänzt werden. Die Überprüfung und Bewertung der Eigenschaften verschiedener Anoden, Membranen und Elektrodengeometrien erfolgt durch Experimente in Laborreaktoren und im MES-Prototyp mit verschiedenen Betriebsweisen. Der praxisrelevante Funktionsnachweis im Bereich der kommunalen und industriellen Abwasserreinigung wird durch den Einsatz aller optimierten Einzelkomponenten in einem Demonstrator erbracht. Dieser zeichnet sich durch seinen flexiblen modularen Aufbau aus und kann in Parallel- und Serienschaltung eingesetzt werden. Zur kritischen Bewertung des neuen Konzepts kommen neben Strömungssimulationen und experimenteller Erprobungen auch ökonomische, ökologische und betriebsbezogene Aspekte in Betracht.

ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung

Das Projekt "ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FUMATECH BWT GmbH durchgeführt. Die FUMATECH wird in diesem Projekt zunächst im Labormaßstab die Funktionalisierungsreaktionen der Monomere und Polymere untersuchen. Aus diesen Basismaterialien werden Polymerlösungen entwickelt und hergestellt und auf einer Labortechnischen Ziehanlage zu Membranen verarbeitet. Diese Membranen werden bezüglich wichtiger Grundparameter wie Leitfähigkeit, Ionenaustauschkapazität (IEC) und mechanischer Stabilität analysiert und basierend auf diesen Ergebnissen weitergehend verbessert. Mit ausgefeilten Lösungen können dann bereits Versuche mit den Polymerlösungen auf der kleinen Produktionsanlage durchgeführt werden. Versuchsmuster aus dieser Laborphase werden auch an die Projektpartner gesendet, um diese mit den dortigen Analysemethoden untersuchen zu lassen. Dazu gehören auch wichtige Versuche zum Fouling-Verhalten der Materialien. In der zweiten Projektphase werden die Funktionalisierungsreaktionen und Herstellungsmethoden in den Technikumsmaßstab überführt und weiteren Optimierungsarbeiten unterzogen. Membranen werden in dieser Phase auf den Produktionslinien der FUMATECH gefertigt, um einheitliche Qualitätsmerkmale wie kontinuierliche Dicke und Homogenität der Membranmatrix zu erzielen. Auch diese Membranmuster werden einer eingehenden Analyse und Qualitätskontrolle unterzogen und den Partnern für weitere Messroutinen zur Verfügung gestellt. Die bis dahin vorliegenden Ergebnisse werden zur weiteren Adaption des Membranmaterials genutzt. Schließlich wird FUMATECH die für den Bau des Demonstrator-Moduls benötigte Membranmenge herstellen und an den Partner EnviroChemie zwecks Bestückung des Moduls liefern.

ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung

Das Projekt "ElektroPapier - Entwicklung papierbasierter Elektroden für die mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie, Abteilung Nachhaltige Chemie und Energieforschung durchgeführt. Für die nachhaltige Nutzung der Ressource Wasser spielen neu entwickelte Materialien sowie alternative technologische Konzepte eine zentrale Rolle. Innovative Verfahren im Bereich der nachhaltigen Abwasserbehandlung stellen sogenannte mikrobielle elektrochemische Technologien (MET) dar. Dabei wird die organische Schmutzfracht im Abwasser durch Mikroorganismen direkt in elektrische Energie oder chemische Energieträger umgewandelt. Im Projekt 'ElektroPapier' werden MET dahingehend weiter entwickelt, dass eine wirtschaftliche Betriebsführung ermöglicht wird. Zur Steigerung der Leistungsfähigkeit von MET werden leitfähige, stabile und formbare Bioelektroden auf Basis von Graphit-gefüllten Spezialpapieren entwickelt. Dafür werden spezielle optimierte Graphite eingesetzt, welche unter anderem eine hohe Einbindung in das Papier aufweisen und eine stabile Dispersion bilden. Die damit produzierten Papiere werden auf ihre physikalisch-mechanischen Eigenschaften hin untersucht und bezüglich ihrer Formbarkeit getestet, da durch eine 3-dimensionale Elektrodenanordnung hohe Oberfläche-zu-Kammervolumen Verhältnisse erreicht und Materialkosten eingespart werden können. Die geeignetsten Papierrezepturen werden danach im Technikum auf die kontinuierliche Papierherstellung mit Papiermaschinen übertragen. Dies gibt wichtige Hinweise bezüglich der Produzierbarkeit, der Kosten und der möglichen herstellbaren Mengen an gefülltem Papier. Zur Trennung der Anoden- und Kathodenkammer werden Ionenaustauscher-Membranen optimiert und in MET erprobt. Die Membranen werden hinsichtlich ihrer mechanischen und chemischen Stabilität sowie der Antifouling-Eigenschaften durch eine Modifizierung des Funktionalisierungsgrades, der Membrandicke an die speziellen Anforderungen angepasst. Weiterhin wird eine hohe Ionenleitfähigkeit gewährleistet. Ein weiteres Ziel ist es, eine skalenübergreifende Analytik der mikrobiellen Gemeinschaften zu schaffen. Dafür werden die Interaktion der Mikroorganismen mit der Elektroden- bzw. Membranoberfläche untersucht und daraus Struktur-Eigenschaftsbeziehungen abgeleitet. Dabei soll vor allem die Durchflusszytometrie zum Einsatz kommen und durch bioinformatische sowie mikroskopische und elektrochemische Methoden ergänzt werden. Die Überprüfung und Bewertung der Eigenschaften verschiedener Anoden, Membranen und Elektrodengeometrien erfolgt durch Experimente in Laborreaktoren und im MES-Prototyp mit verschiedenen Betriebsweisen. Der praxisrelevante Funktionsnachweis im Bereich der kommunalen und industriellen Abwasserreinigung wird durch den Einsatz aller optimierten Einzelkomponenten in einem Demonstrator erbracht. Dieser zeichnet sich durch seinen flexiblen modularen Aufbau aus und kann in Parallel- und Serienschaltung eingesetzt werden. Zur kritischen Bewertung des neuen Konzepts kommen neben Strömungssimulationen und experimenteller Erprobungen auch ökonomische, ökologische und betriebsbezogene Aspekte in Betracht.

Teilvorhaben: Magnetische Aktuation und Detektion

Das Projekt "Teilvorhaben: Magnetische Aktuation und Detektion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Peter Grünberg Institut, PGI-8 , ICS-8 Bioelectronics durchgeführt. Um die Sicherheit unseres Trinkwassers zu gewährleisten, soll es auf eine Vielzahl von Pathogenen und Toxinen hin untersucht werden. Mittels magnetischer Detektion von Nanosonden, die spezifisch an Pathogene oder Toxine binden, sollen möglichst viele verschiedene Kontaminationen in einem Analyseschritt erfasst werden (Multiplex-Magnetdetektion). Die Erforschung dieser multiparametrischen magnetischen Immunodetektionstechnik und ihre praktische Nutzbarmachung ist das zentrale Ziel dieses Teilvorhabens. Nach magnetischer Separation aus dem Probenvolumen sollen die Nanosonden innerhalb eines Detektionskompartiments analysiert werden. Dabei dienen die an Pathogene oder Toxine gebundenen magnetischen Nanosonden einerseits als magnetische Handgriffe zur Aufkonzentration, d.h. zum Herausfischen einer kleinen Menge von markierten Verunreinigungen aus einem großen Wasservolumen mit einem Magneten, und andererseits als charakteristische Marker für den Verunreinigungstyp. Es sollen verschiedene Typen magnetischer Nanopartikel identifiziert werden, die gut magnetisch separierbar sind und sich leicht mittels magnetischer Frequenzmischung detektieren lassen. Für die multiparametrische Magnetdetektion wird das Verfahren der magnetischen Frequenzmischung so erweitert, dass sich innerhalb eines Messschrittes mehrere Pathogene und Toxine parallel detektieren und unterscheiden lassen. Mögliche Unterscheidungsmerkmale der Partikelsorten wie Phasen der Frequenzmischungskomponenten, Spektren der Intermodulationsprodukte und Feldskalenkonstanten werden analysiert. Mehrparametrische magnetische Assays sollen realisiert werden, indem die Frequenzmischsignale der jeweils an verschiedene Pathogene gebundenen Magnetpartikelsorten unterschieden werden. Die Magnetspulen werden angepasst, um die neue Detektionstechnik in eine kompakte Analyseeinheit zu überführen. Schließlich soll der Aufbau eines mobilen Analysesystems erfolgen und die neuen Techniken evaluiert werden.

BESA + A - Bioelektrische Systeme in der Abwasser- und Abfallaufbereitung - Möglichkeiten und Potenziale

Das Projekt "BESA + A - Bioelektrische Systeme in der Abwasser- und Abfallaufbereitung - Möglichkeiten und Potenziale" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal Clausthaler Umwelttechnik-Institut (CUTEC) Forschungszentrum für Rohstoffsicherung und Ressourceneffizienz durchgeführt. Die Bioelektrochemie ist ein relativ junges Forschungsgebiet mit großem Zukunftspotenzial. Sie kann einen signi­fikanten Beitrag zur Verbesserung der Ressourceneffizienz liefern. Die überproportionale Zunahme an Erkennt­nissen und Aktivitäten der letzten Jahre, die Ankündigung erster Anwendungen insbesondere im internationalen Raum lässt die Anwendbarkeit solcher Systeme in naher Zukunft erwarten und erfordert hierzulande eine frühzei­tige vertiefte Auseinandersetzung mit dem Thema, auch um deutsche Wirtschaftsinteressen zu wahren. Im Rahmen einer Konzeptstudie sollen deshalb die Möglichkeiten und Potenziale für die Umsetzung von bio­elektrochemischen Systemen in der Abwasser- und Abfallaufbereitung herausgearbeitet werden. Diese betreffen nicht nur die Energieeinsparung bzw. -gewinnung bei der Abwasseraufbereitung, sondern auch die Möglichkeiten zur Gewinnung von Rohstoffen wie z.B. Wasserstoff, Methanol, Phosphor und Metalle. Hierzu werden thematisch relevante Literaturrecherchen sowohl in Bezug auf die technologischen Ansätze dieser Systeme als auch auf die Anwendbarkeit verschiedener Stoffströme durchgeführt, zusammengefasst und bewer­tet. Ergänzend werden bisherige Erfahrungen von Forschungseinrichtungen und Wissenschaftlern, aber auch von in entsprechenden Projekten beteiligten Wirtschaftsunternehmen recherchiert und verwertet. Aus der Zusammen­fassung dieser Erkenntnisse heraus könnten Vorschläge für zukünftige Handlungsmöglichkeiten im Rahmen der Landesstrategie 'Nachhaltige Bioökonomie' abgeleitet werden.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie, Abteilung Nachhaltige Chemie und Energieforschung durchgeführt. Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung, Untersuchung und Bewertung der bioelektrochemischen Brennstoffzelle (BioBZ) im Pilotmaßstab. Neben den Untersuchungen zum Leistungsvermögen der BioBZ für die Energie- bzw. Wasserstoffgewinnung aus Abwasser wird auch der Frage nachgegangen werden, ob mit der gleichzeitigen Elimination von Mikroschadstoffen ein Mehrwert dieser innovativen Technologie erzielt werden kann. Der Projektpartner TUBS wird sich innerhalb des Verbundprojektes deshalb folgenden Arbeitsschwerpunkten widmen: (i) der Kathodischen Wasserstofferzeugung; (ii) der Entwicklung bioelektrochemischer Methoden und (iii) der Mikroschadstoffelimination. Durch den Projektpartner TUBS sollen maßgeschneiderte Wasserstoff-Reduktionskathoden entwickelt werden, welche explizit für einen Einsatz in einer Pilotanlage geeignet sind. Dabei spielen niedrige Materialkosten, eine möglichst niedrige Überspannung der Wasserstoffreduktion, eine hohe Langzeitstabilität, und eine Skalierbarkeit in den erforderlichen Flächenmaßstab eine essentielle Rolle. Die Entwicklung bioelektrochemischer Methoden umfasst die Entwicklung von Methoden zur Konditionierung und zur elektrochemischen Charakterisierung von Biofilm-Elektroden sowie das Screening von Elektrodenmaterialien. Darüber hinaus wird die Leistungsfähigkeit der BioBZ im Labormaßstab und der Pilotanlage zur Mikroschadstoffelimination mit besonderer Berücksichtigung auftretender Transformationsprodukte untersucht.

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