Das Projekt "Stoffuebergang in der Grenzschicht an Biofilmsystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Fachbereich 07 für Maschinenbau, Institut für Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Biofilmsysteme haben einen bedeutsamen Anteil am Umsatz von verschiedensten Stoffen sowohl in der Techno- als auch in der Biosphaere. Substratumsatz und Stofftransport in Biofilmsystemen lassen sich seit etwa 10 Jahren mit bestehenden Modellen relativ gut beschreiben. Fuer die Beschreibung des Stoffuebergangs an der Grenzschicht Wasser/Biofilm muss aber immer noch auf Vereinfachungen zurueckgegriffen werden. Mit Hilfe der Mikroelektrodentechnik soll in den Forschungsvorhaben der Stoffuebergang untersucht werden. Die Versuche werden in einem Rohrreaktor durchgefuehrt. Ziel ist die Formulierung eines Stoffuebergangsmodells, welches den diffusiven und konvektiven Stofftransport einschiesslich der parallel ablaufenden Reaktion beruecksichtigt.
Das Projekt "LiB2015: HEBEL - Hochenergiebatterie mit verbessertem Elektrolyt-Separator-Verbund" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Chemie und Bioingenieurwesen, Lehrstuhl für Chemische Reaktionstechnik durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer betriebssicheren, zyklenstabilen 40 Ah Zelle, die nach 2000 Lade- und Entladezyklen noch mehr als 80 Prozent der Ausgangskapazität hat und weder bei Kurzschluss noch bei Überladung Feuer auslöst. Im besonderen soll durch den Einsatz von neuen oberflächenmodifizierenden Elektrolyt-Additiven der Verbund keramischer Separator/Elektrolyt optimiert werden, um so Hochenergiebatterien mit verbesserten Anwendungseigenschaften zu entwickeln. 2. Arbeitsplanung Die Arbeitspakete von UEN-CRT umfassen A) die Entwicklung von geeigneten ionischen Additiven, um eine schnellere und reproduzierbarere Füllung der Zelle mit Elektrolyt sowie eine bessere Leitfähigkeit des Elektrolyten für Li-Ionen zu erreichen; B) die Dampfdruckerniedrigung des Elektrolyten durch Verwendung von Mischungen ionischer Flüssigkeiten und konventioneller, flüchtiger Elektrolytkomponenten. Als weitere zentrale Optimierungsparameter werden die Löslichkeit von Li-Salzen und die Diffusion von Li-Ionen im System untersucht. Die Löslichkeit von Li-Salzen wird mit Hilfe der ICP-AES-Methode (Inductive Coupled Plasma Atom Emission Spectroscopy) ermittelt. Die Diffusionskoeffizienten der Li-Ionen in den jeweiligen Elektrolytmischungen wird durch DOSY-NMR-Spektroskopie ermittelt. Für diese Untersuchungen muss das bestehende NMR-Gerät bei UEN-CRT um eine spezielle Gradientenspule ergänzt werden (Investitionsvolumen: 45.000 Euro). Die Untersuchungen zielen darauf ab. Elektrolytsysteme mit möglichst hohen Konzentrationen an Li-Ionen, bei gleichzeitig höchst möglicher Beweglichkeit der Li-Ionen zu entwickeln.
Das Projekt "Wasser- und Stoffdynamik in Agrar-Oekosystemen. Teilprojekt C5: Messung von Diffusionskoeffizienten wichtiger Herbizide in natuerlichen Bodenmatrices" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Sonderforschungsbereich Wasser- und Stoffdynamik in Agrar-Ökosystemen durchgeführt. Projekt C5 befasst sich mit der Messung von Dampfdruecken ausgewaehlter Herbizide und deren Diffusionskoeffizienten in poroesen Medien. Diese Daten ermoeglichen es, Aussagen ueber das dynamische Verhalten dieser Substanzen innerhalb des Bodens zu machen. Durch die Validierung bereits bestehender Modelle sollen Voraussagen ueber die Herbizidverlagerung in Boeden gemacht werden, dh, der Volatisationsprozess soll simuliert werden.
Das Projekt "Untersuchung des Einflusses von anthropogen bedingten Aerosolbildungen auf das Klima" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Der stationaere Zustand der SO2- und Aerosolkonzentration (3 Groessenklassen) in der Troposphaere wird mit einem zweidimensionalen, globalen Ausbreitungsmodell (geographische Breite, Hoehe) berechnet. Die verwendeten, jahreszeitlich gemittelten Modellparameter - wie Advektionsgeschwindigkeit und Diffusionskoeffizienten sowie Temperatur, Bedeckung (6 Wolkenklassen), relative Feuchte und OH-Radikalen-Konzentration - entstammen langjaehrigen Beobachtungen bzw. Modelluntersuchungen. Die Ergebnisse verschiedener Szenarien werden verwendet, um Strahlungstransportrechnungen mit der Delta-Eddington-Methode durchzufuehren. Aenderungen der lokalen planetaren Albedo sowie Nettoflussaenderungen aufgrund der anthropogenen Emission von SO2 und Teilchen werden berechnet. Da die optischen Eigenschaften anthropogenen Aerosols nicht genau bekannt sind, wird der moegliche Bereich des Absorptionsvermoegens durch zwei Annahmen beruecksichtigt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Herstellung von Konzeptmustern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Technische Elektrochemie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, mittelfristig eine optimierte Gasdiffusionslage (GDL) der nächsten Generation für Brennstoffzellenanwendungen in Fahrzeugen zu ermöglichen. Hierfür sind grundlegende Arbeiten zum Verständnis von Transportphänomenen innerhalb der GDL notwendig. Es lassen sich folgende technische Teilziele definieren: die Verbesserung der GDL-Visualisierung, die Erarbeitung eines Simulationsmodells für den Stofftransport innerhalb der GDL, die Verbesserung der Methoden zur GDL-Charakterisierung und die Umsetzung der Designvorgaben auf der Mikrostrukturebene auf produktionsrelevante Größen. Zielsetzung der Projektpartner am Lehrstuhl für Technische Elektrochemie der Technischen Universität München ist es, die Zusammenhänge zwischen chemisch-physikalischen Charakteristika der mikroporösen Schicht (MPL) und den effektiven Diffusionskoeffizienten unter verschiedenen Befeuchtungen zu bestimmen. Hierzu sollen Modell-MPLs entwickelt werden, deren Zusammensetzung und Morphologie gezielt variiert wird. Es sollen darüber hinaus neue ex-situ- und in-situ-Methoden entwickelt werden, die es ermöglichen, leistungslimitierende Eigenschaften der Materialien zu identifizieren.
Das Projekt "Der Einfluss des Bodengefueges auf Transportkoeffizienten fuer Wasserleitung und Gasdiffusion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung durchgeführt. Die Porenraumgliederung des Bodens in einzelne Porengroessenbereiche wird vom Bodengefuege gepraegt. Fuer die Transportprozesse bei Wasserleitung und Gasdiffusion sind nicht nur die Volumenanteile einzelner Porengroessenklassen, sondern auch die Verbindung der Poren wichtig. Die Kontinuitaet der Poren soll fuer verschiedene Gefuegeformen abgeleitet werden.
Das Projekt "Diffusionskoeffizienten labiler Spurengase zur Beschreibung heterogener Prozesse in der Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Physikalische Chemie, Theoretische Chemie und Nuklearchemie durchgeführt.
Das Projekt "Diffusionskoeffizienten labiler Spurengase zur Beschreibung heterogener Prozesse in der Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. Es werden Gasphasendiffusionskoeffizienten im Temperaturbereich von 200-330K mit zwei unabhaengigen Verfahren gemessen. Das Arrested-Flow-Verfahren eignet sich besonders zur Messung der Diffusion von instabilen Substanzen wie Ozon und Distickstoffpentoxid. Das Doppelrohrverfahren eignet sich besonders fuer adsorbierende Spurengase wie Stickstoffdioxid und Distickstofftetroxid.
Das Projekt "Konkurrierende Diffusion geladener Grundwasserinhaltsstoffe in Festgesteinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Geowissenschaften, Abteilung Geologie durchgeführt. Der Transport gelöster Stoffe in geklüfteten Festgesteinen wird maßgeblich durch den diffusiven Stoffaustausch zwischen dem mobilen Kluft- und dem in der Regel immobilen Porenwasser der Gesteinsmatrix bestimmt. Die Diffusion stellt einen Retardationsprozess in Form einer Zwischenspeicherung und zeitlich stark verzögerten Freisetzung dar. Signifikante Veränderungen dieser Barrierefunktion konnten im Labor durch eine wechselseitige Beeinflussung der Diffusion ionarer Grundwasserinhaltsstoffe nachgewiesen werden. Ziel des Vorhabens ist es, den Einfluß der Ionenstärke auf effektive Diffusionskoeffizienten sowie die wechselseitige Beeinflussung der Diffusion ionarer Grundwasserinhaltsstoffe in hochporösen Kreidegesteinen zu quantifizieren. Existierende Abschätzverfahren zur Prognose effektiver Diffusionskoeffizienten sollen in Abhängigkeit von der Ionenladung der diffundierenden Stoffe sowie der Ionenaktivität in der gesamten wässrigen Phase erweitert werden. Das Vorhaben würde zu einer besseren stoff- und milieuspezifischen Prognose der Matrixdiffusion bzw. des Stofftransportes beitragen und könnte somit einen wesentlichen Beitrag bei der Bewertung von Umweltmaßnahmen in kontaminierten Festgesteinsstandorten leisten.
Das Projekt "Mikroelektroden und interdigitale Arrays fuer die Elektroanalytik von Schwermetallen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Hamburg, Fachbereich Naturwissenschaftliche Technik durchgeführt. Elektrochemische Impedanzspektren wurden in Hinsicht auf das Einschwingerverhalten (instationaere Impedanz) und den Informationsgehalt stationaerer Spektren untersucht. Explizite Formeln fuer die instationaere Impedanz in einfachen Faellen erlauben es, die Fehler der Impedanzmessung mit Integraltransformation ueber endliche Zeiten zu bestimmen. Eine detaillierte numerische Analyse (nichtlineare Regression mit der SSSS-Methode) von Impedanzspektren der Tl(HG)/TI+-Reaktion lieferte die kinetischen Parameter (z.B. Partialladung, Adsorptionsisothermen und Diffusionskoeffizienten), die fuer elektro-analytische Messverfahren als Modell dienten. Fuer Messungen ueber einen ausreichenden Zeit- bzw. Frequenzbereich kann der analytisch wesentliche Diffusionsterm ohne iterative Verfahren aus den Messdaten ermittelt werden. Dadurch ist es moeglich, auch polarographisch irreversible Reaktionen und Reaktionen mit genuiner oder induzierter Reaktantenadsorption zur Konzentrationsanalytik auszunutzen. Weiterhin wurden Verfahren zur Kalibrierung ohne chemische Additive ausgearbeitet. Hier konnte gezeigt werden, dass rotierende Elektroden oder Mikroelektrodenarrays erlauben, die Elektrodenprozesse unter verschiedenen Bedingungen zu messen und so die Konzentration absolut zu erfassen.
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