Das Projekt "Pseudohalogenchemie in Ionischen Flüssigkeiten mit reaktiven Kationen und Anionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Institut für Chemie, Abteilung Anorganische Chemie, Lehrstuhl für Anorganische und Elementorganische Chemie durchgeführt. Dieses Projekt beschäftigt sich mit dem Einsatz von Ionischen Flüssigkeiten, die reaktive Anionen bzw. Kation enthalten, um neue Pseudohalogenborate, -silikate und -phosphate zu synthetisieren. Als reaktive Anion werden entweder zersetzbare Ionen wie Carbonate ((CO2(OMe))-), Borates ((B(OMe)3A)-, (B(OMe)4)-; mit A = Pseudohalogen, z. B. CN, SCN, N3), Silikate ((Si(OMe)4A)-) und Phosphate ((OP(OMe)3A)-) oder die stark-nucleophilen (Pseudo)halogenide, welche auch ILs mit entsprechenden organischen Kationen bilden, eingesetzt. Das Ziel dieses Projektes ist es, neue (oft hoch labile) Pseudohalogen-Spezies wie z. B. (CO2A)-, (A...H...A)-, (B(OMe)3A)-, (B(OMe)2E1A)- (E1 = Halogen), (B(OMe)E2A)- (E2 = Chalkogen), (A-B-E3)- (E3 = Pnictogen) und Salze mit (SiF6-n(CN)n)2- und (PF6-n(CN)n)- mittels funktionalisierter ILs zu quenchen bzw. zu stabilisieren. Reaktive Kationen bzw. Anionen in den ILs bedeutet, dass die ILs sowohl Reaktionsmedium als auch Reaktant sind. Das Projekt lässt sich in fünf Teile gliedern, die miteinander verknüpft sind: (i) Synthese reiner Pseudohalogenid ILs ausgehend von ILs mit zersetzbaren Anionen. Die Darstellung der reinen Pseudohalogenid ILs, (Cat)+A- (A = e.g. CN, SCN, N3) ist bereits gut ausgearbeitet. Darüber hinaus soll besonderes Augenmerk auf die Isolierung bzw. Beobachtung der intermediären (CO2A)- Ionen gelegt werden.(ii) Reaktionen der reinen Pseudohalogenid ILs mit Nichtmetallen (z. B. P4, S8) und deren Oxide und Sulfide. Hier sollen Löslichkeiten der Ionen als auch die Bindungsaktivierungen durch die in den ILs vorhandenen nackten, hoch-nukleophilen Pseudohalogenidionen im Fokus stehen. (iii) Reaktionen der reinen Pseudohalogenid ILs mit reinen Pseudohalogensäuren (HA). Da diese ILs nackte Pseudohalogenidionen enthalten, sollte die Bildung von (A...H...A)- Ionen bei Zugabe reiner HA Säure beobachtet werden. Die Isolation von Salzen mit den (A...H...A)- Ionen wird angestrebt.(iv) Synthese von Pseudohalogenborat, -silikat und -phosphat-Spezies in Pseudohalogenid ILs und deren Reaktion mit persilylaten Verbindungen der Gruppen 15-17.(v) Synthese von Koordinationspolymeren unter Verwendung von Cyanido(fluorido)-phosphaten, -arsenaten und -silikaten durch Verwendung von ILs, die ein zersetzbares Kation enthalten wie z. B. (nPr3NH)+.
Das Projekt "Teilprojekt A02: Experimentelle Untersuchung der Kinetik von Pyrolyse und Koksabbrand in einem Plug-Flow-Reactor mit Fokus auf die Zünd- und frühe Koksabbrandphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Energieanlagen und Energieprozesstechnik (LEAT) durchgeführt. In einem Plug-Flow-Reactor soll mit hoher zeitlicher Auflösung untersucht werden, wie der Einfluss der veränderten Spezieskonzentrationen in Oxyfuel-Atmosphären die Pyrolyse und den Koksabbrand beeinflussen. Dazu wird neben Feststoffprobenahme, Gasanalysetechniken und Teeranalysen auch ein optisches Verfahren eingesetzt, um die Koksabbrandphase zu untersuchen. Die Versuche dazu werden unter hohen Temperaturen und Aufheizraten durchgeführt, wie sie typisch sind für die Zünd- und Flammenzone in Oxyfuel-Kohlenstaubbrennkammern. Quantitatives Ziel ist die Ermittlung von Pyrolysefreisetzungs- und Koksabbrandraten. Basierende auf diesen Ergebnissen können Globalkinetiken für Pyrolyse und Koksabbrand zur Integration in CFD Codes formuliert werden.
Das Projekt "Charakterisierung von mineralischen Rueckstaenden aus der Verbrennung nachwachsender Rohstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut durchgeführt. Ziel des geplanten Projektes ist die systematische Untersuchung von Verbrennungsrückständen. Hauptgegenstand der Untersuchungen sollen halmgutartige Biomassen wie Stroh, Schilf oder Gräser sein. Neben der Bestimmung der absolut anfallenden Aschemenge soll diese hinsichtlich ihrer Zusammensetzung untersucht werden. Dabei sollen sowohl Veraschungen im Labor wie in realen Feuerungsanlagen vorgenommen werden. Aufbauend auf den Analysen und Untersuchungsergebnissen ist geplant, Strategien der Ascheentsorgung bzw. -verwertung vorzuschlagen. Die Bearbeitung folgender Arbeitsziele ist durchzuführen: 1. Beschaffung von Aschen und Brennstoffen, Beschaffung von Aschen aus der Verbrennung definierter Biomassen und aus Heiz(kraft)werken (Arbeitspaket 1); 2. Veraschung der Brennstoffe im Labormaßstab (Arbeitspaket 2); 3. Analyse der Biomasseaschen hinsichtlich physikalisch-chemische Parameter, Nährstoffgehalt, Halogen- und Schwermetallgehalt sowie Gehalt an organichen Schadstoffen, Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen und Nährstoffe sowie Auswaschbarkeit von Aschebestandteilen. Diese Untersuchungen sollen sowohl an Aschen der definierten Brennstoffe wie an Aschen der Heiz(kraft)werke durchgeführt werden (Arbeitspakete 3 und 4); 4. Verwertung der Aschen, Prüfung des Einsatzes als Bodenverbesserer und Düngemittel, Prüfung anderer Verwertungstrategien sowie der rechtlichen Lage; 5. Ableitung von Empfehlung zur Qualtitätssicherung von Biomasseaschen. Zur Bereitstellung der Aschen aus definierten Biomassebrennstoffen sollen wie bei dem Vorhaben der Universität Stuttgart zum Thema 'Voraussetzungen zur Standardisierung biogener Festbrennstoffe' (FKZ: 22005597) Winterweizenstroh, Triticale, Pappeln aus Kurzumtriebsplantagen sowie Fichten-Waldrestholz genutzt werden.
Das Projekt "Teilprojekt A01: Experimentelle Untersuchung der Kinetik von Pyrolyse und Koksabbrand in einem Well-Stirred-Reactor unter Flammen- und Ausbrandbedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung durchgeführt. In einem Well-Stirred-Reaktor wird die Kinetik in Oxyfuel-Atmosphäre, d.h. die Freisetzung von Masse und Energie aus einem Brennstoffpartikel, experimentell und theoretisch untersucht. Aufbauend auf Referenzbedingungen (Luftatmosphäre, reiner Kohlenstoff als Brennstoff) werden in Experimenten Pyrolyse und Koksabbrand getrennt untersucht und die Konzentrationen der gasförmigen Reaktionsprodukte mittels eines FTIR-Spektrometers gemessen. Basierend hierauf sollen existierende Kinetikmodelle für die Pyrolyse und den Koksabbrand auf ihre Eignung in Oxyfuel-Atmosphäre geprüft und bei Bedarf neu formuliert werden. Die Ergebnisse werden mit Teilprojekt A2 abgeglichen.
Das Projekt "Teilprojekt B06: Modellierung der Partikel-Turbulenz-Chemie-Wechselwirkung für Oxyfuel-Prozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Energie- und Kraftwerkstechnik (EKT) durchgeführt. In diesem Vorhaben werden LES-Methoden im Rahmen eines Euler-Lagrange-Verfahrens verwendet. Für die Gasphasenverbrennung wird ein regimeübergreifendes Modell auf Basis der 'flamelet generated manifolds'-Strategie formuliert. Basierend zum einen auf einer thermodynamisch konsistenten Modellierung der Oxyfuel-Vorgänge und zum anderen auf DNS-Beiträgen werden Modelle zur Beschreibung der Interaktion zwischen Partikel-Turbulenz-Chemie unter Oxyfuel-Verbrennungsbedingungen mit hohem Detaillierungsgrad entwickelt. Die resultierenden Modelle werden in den CFD Code FASTEST/LAG3D integriert und mit Hilfe der experimentellen Daten aus dem SFB/Transregio validiert.?
Das Projekt "Teilprojekt A03: Experimentelle Bestimmung von Reaktionskinetiken zur Freisetzung von Chlor- und Schwefelverbindungen und zur Umwandlung der Spezies in der Gasphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST) durchgeführt. In Teilprojekt A3 werden Modelle zur Beschreibung der Chlor- und Schwefelchemie bei der Oxyfuel-Verbrennung entwickelt, mit denen die Bildung Cl- und S-haltiger Minoritätenspezies vorhergesagt werden kann, um so die Rückwirkung von Cl- und S-haltigen Spezies auf die Verbrennung zu berücksichtigen. Experimentellen Untersuchungen hierzu erfolgen in einem Flugstromreaktor sowie mittels thermogravimetrischer Analyse. Eine extraktive Messtechnik mit Massenspektrometer für hochreaktive S- und Cl-Spezies wird entwickelt und erprobt.
Das Projekt "Teilprojekt C04: Modellierung der Strahlungseigenschaften von Partikeln in Kohlestaubflammen bei der Oxyfuel-Verbrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung durchgeführt. Ausgehend von der physikalischen Beschreibung als Mie/Lorentz-Streuung soll für die bei der Verbrennung auftretenden Partikel eine Modellierung erarbeitet werden, die eine einerseits genaue und andererseits effiziente Wiedergabe der Streuungseigenschaften ermöglicht. Dabei soll die verwendete numerische Methode zur Berechnung des Wärmestrahlungstransports berücksichtigt und die Modellierung daran angepasst werden. Für die zweite Förderperiode soll ein experimenteller Aufbau zur Überprüfung der Strahlungsmodellierung von Partikelwolken konzipiert werden. Weiterhin soll die Veränderung der Strahlungseigenschaften der Partikel während der Verbrennung modelliert werden.
Das Projekt "Teilprojekt C05: Messung des Emissionsgrades von Brennstoffpartikeln in Oxyfuel-Atmosphäre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Energieanlagen und Energieprozesstechnik (LEAT) durchgeführt. Es werden die spektralen Emissionsgrade (bis 5 Mikro m) brennender Kokspartikel in Oxyfuel-Atmosphären bestimmt. Dazu wird ein neuartiges Spektrometer aufgebaut. Die Messungen werden in einem laminaren Flugstromreaktor durchgeführt, in dem Kohlepartikel unter typischen Oxyfuel-Feuerraumbedingungen abbrennen. Mittels des Spektrometers wird der Emissionsgrad einzelner Kohlenstaubpartikel 'in-flight' gemessen. Hierzu sind kurze Belichtungszeiten erforderlich, die zu geringen Signalstärken führen. Dabei werden Einflussgrößen wie Kohletyp, abnehmende Kohlenstoffkonzentration mit fortschreitendem Ausbrand sowie der Einfluss der Oxyfuel-Reaktionsatmosphäre auf die Kohlepartikeloberfläche und daraus resultierenden Änderungen des Emissionsgrads untersucht.
Das Projekt "Synthese von halogenierten Materialien mit neuen reaktiven halogenierenden ionischen Flüssigkeiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Chemie und Biochemie, Aufgabenbereich Anorganische Chemie durchgeführt. Im Rahmen dieses Projektes sollen neue halogenreiche, reaktive ionische Flüssigkeiten dargestellt und charakterisiert werden und für die Synthese von neuen halogenierten Materialien eingesetzt werden. Die halogenierenden Reagenzien bestehen aus Polyhalogen-Anionen der allgemeinen Zusammensetzung (F(XF)n)- (mit X = Cl, Br, I und n = 1-4). Mit geeigneten Kationen stellen diese Interhalogen-Salze für sich bereits ionische Flüssigkeiten dar. Sie können aber auch gelöst in ionischen Flüssigkeiten verwendet werden. Aufgrund der hohen Löslichkeit von Gasen und der schwachen Wechselwirkungen mit gelösten Substanzen eignen sich ionische Flüssigkeiten besonders für die Synthese und den Einsatz der Polyhalogen-Monoanionen. Des Weiteren können ionische Flüssigkeiten bei Wahl geeigneter Kationen und Anionen auch sehr starken Oxidationsmitteln wie Cl2, ClF oder elementarem Fluor widerstehen. Die vorgeschlagenen Polyhalogen-Monoanionen sollen mit nackten Fluorid-Ionen und Interhalogen-Verbindungen XF in geeigneten ionischen Flüssigkeiten dargestellt werden. Ebenso soll deren Darstellung über die Reaktion von Polyhalogenid-Salzen ((Kat)+(X(X2)n)-, X = Cl, Br, I und n = 1-4) mit F2/N2-Gemischen untersucht werden. Diese Interhalogenid-Salze gelöst in ionischen Flüssigkeiten sollten sehr vielseitige Halogenierungsreagenzien darstellen. Sie sind sicherer und leichter zu handhaben als die gasförmigen starken Oxidationsmittel ClF oder F2. Aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität sind sie besonders zur Kontrolle von üblicherweise sehr exothermen Halogenierungsreaktionen geeignet. In der Synthese neuer Materialien sollen diese reaktiven ionischen Flüssigkeiten vornehmlich eingesetzt werden in: i) 1,1- und 1,2- Additionen, ii) Halogenaustausch-Reaktionen und iii) CN-zu CF3-Transformationen. Insbesondere sollen effiziente Syntheserouten zu den als schwachkoordinierende Anionen sehr vielseitig einsetzbaren perhalogenierten closo-Borat- und closo-Carborat-Anionen wie (B12X12)2-, (CB11X12)- (X = F, Cl, Br, I) sowie zu den entsprechenden trifluormethylierten Derivaten entwickelt werden.
Das Projekt "Teilprojekt A02: Erfassung von metabolischen Mustern und organischen Molekülen in der Critical Zone" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Biogeochemie, Abteilung Biogeochemische Prozesse durchgeführt. Chemische Diversität sowie metabolische Aktivitäten innerhalb der Critical Zone (CZ) sind Gegenstand dieses Projekts. Mit einer multi-Methoden massenspektrometrischen Plattform werden wir spezifische Markerverbindungen identifizieren, diese strukturell charakterisieren und funktionelle Untersuchungen durchführen. Metabolische Muster zur Aufklärung von biogeochemischen Prozessen in der CZ werden erstellt. Mit den identifizierten Markern werden Inkubationsexperimente mit mikrobiellen Gemeinschaften durchgeführt um Schlüsselorganismen zu identifizieren, die für die charakteristischen metabolischen Umwandlungen in den jeweiligen Bereichen verantwortlich sind. Letztendlich sollen in diesem Projekt Informationen aus strukturchemischen Untersuchungen genutzt werden um die Prozesse zu identifizieren, die sie in verschieden Tiefen und Standorten der CZ hervorrufen.
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| Bund | 37 |
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| Förderprogramm | 37 |
| License | Count |
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| open | 37 |
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| Deutsch | 37 |
| Englisch | 14 |
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| Keine | 23 |
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| Topic | Count |
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| Boden | 14 |
| Lebewesen & Lebensräume | 13 |
| Luft | 26 |
| Mensch & Umwelt | 37 |
| Wasser | 8 |
| Weitere | 37 |