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Teilvorhaben: Bau-Fritz GmbH & Co. KG

Das Projekt "Teilvorhaben: Bau-Fritz GmbH & Co. KG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896 durchgeführt. Dämmstoffe sind von hoher Bedeutung für die Bauwirtschaft und bieten hinsichtlich möglicher CO2-Emissionseinsparungen noch Entwicklungspotenzial. Das Projektziel ist es, eine Schüttdämmung auf Basis lignocellulosehaltiger Materialien für die Baubranche in den industriellen Maßstab zu überführen. Die Strukturstabilisierung soll dabei über ein alkalisch aktiviertes Biokohlenkomposit erzielt werden. Die Innovation des Vorhabens besteht in der erstmaligen Skalierung eines alkalisch aktivierten Bindersystems auf Basis von Biokohlen in Kombination mit Lignocellulose-Materialien für den Einsatz als Dämmstoff. Das vorgesehene Verfahren ermöglicht eine vollständige Rezyklierbarkeit des resultierenden Dämmsystems und soll niedrige Herstellungskosten sowie deutlich verminderte CO2-Emissionen ermöglichen. Außerdem können durch die mineralischen Komponenten der Dämmung zusätzlich auch brandhemmende Eigenschaften realisiert werden. Eine verbesserte Dämmwirkung soll ebenfalls erzielt werden. Mit dem Projekt soll die Integration der Negativ-CO2-Emissionstechnologie 'Biokohle' in einen ökologisch nachhaltigen Dämmstoff in einem größeren Maßstab erprobt werden.

Teilvorhaben R1-2

Das Projekt "Teilvorhaben R1-2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von H-TEC SYSTEMS GmbH durchgeführt. Das geplante Vorhaben führt die Hauptziele der Bekanntmachung ' Kopernikus-Projekte für die Energiewende' des Bundesministeriums für Bildung und Forschung aus der 1. Projektphase des P2X Projektes fort. Die PEM Elektrolyse wurde als zukunftsträchtige Technologie für die 2. P2X Förderphase ausgewählt, die einen signifikanten Beitrag zu den Zielen der deutschen Energiewende leisten soll. Für den großflächigen Einsatz dieser Technologie ist durch den Gedanken der Nachhaltigkeit eine Reduktion der kritischen Materialien der Platin-Gruppe sowie die Steigerung des Wirkungsgrades Hauptziel des Vorhabens. Eine Umsetzung der Technologie für die 3. Phase als Pilotanlage wird in diesem Zeitraum vorbereitet. Von H-TEC SYSTEMS wird ein PEM Elektrolysestack entwickelt, der durch den Einsatz neuer MEA Technologie und optimierter Komponenten eine deutliche Erhöhung der Leistungsdichte und Effizienz aufweist. Die neue Technologie wird von Stacks der kW auf die MW Klasse skaliert. Dafür sind im ersten Abschnitt intensive Untersuchungen notwendig, um zu bestimmen wie sich die gesteigerte Leistungsfähigkeit der von den Projektpartnern entwickelten CCMs und PTLs auf den Stack auswirkt und an welcher Stelle Modifikationen vorgenommen werden müssen. Die Entwicklung soll bei Bewahrung der Skalierbarkeit und der Massenfertigungstauglichkeit z.B. durch eine deutliche Erhöhung der Leistungsdichte auch wirtschaftliche Vorteile bringen.

Teilvorhaben V0-2

Das Projekt "Teilvorhaben V0-2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Technische Elektrochemie durchgeführt. Das geplante Vorhaben führt die Hauptziele der Bekanntmachung ' Kopernikus-Projekte für die Energiewende' des Bundesministeriums für Bildung und Forschung aus der 1. Projektphase des P2X Projektes fort. Die PEM Elektrolyse wurde als zukunftsträchtige Technologie für die 2. P2X Förderphase ausgewählt, die einen signifikanten Beitrag zu den Zielen der deutschen Energiewende leisten soll. Für den großflächigen Einsatz dieser Technologie ist eine Reduktion der kritischen Materialien der Platin-Gruppe sowie die Steigerung des Wirkungsgrades Hauptziel des Vorhabens. Eine Umsetzung der Technologie für die 3. Phase als Pilotanlage wird vorbereitet. Durch die TUM werden drei verschiedene Tasks im AP 1.1 bearbeitet. In Task 3 (TUM-THEO) wird an einem 'knowledge-driven' Ansatz zur Modellierung der Langzeitstabilität von Katalysatoren für die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) gearbeitet. Die Modellierung soll zur Aufklärung von zugrundeliegenden Faktoren führen, welche die Performance und Langzeitstabilität von Ir-basierten Katalysatoren bestimmen. In Task 4.1 (TUM-TEC) soll durch eine Optimierung der Elektrodenschichten auf Basis der von den Partnern bereitgestellten Katalysatoren eine Reduktion der lridiumbeladung und dadurch eine Steigerung der lridium-spezifischen Leistungsdichte (g/kW) erzielt werden. Durch die Entwicklung von mikroporösen Schichten, die auf die porösen Transportschichten aus Titan aufgebracht werden, soll eine bessere Kontaktierung der Elektroden vor allem bei niedrigen Iridiumbeladungen sichergestellt werden (Subtask 4.1 b). Die optimierten (Elektroden-)Schichten sollen dann in Langzeitstabilitätstest zur Identifikation von Alterungsmechanismen untersucht werden (Subtask 4.1 b). In Task 5.2 (TUM-ENS) soll die Erarbeitung von energetischen Kennzahlen der PEM Elektrolyse erfolgen. Dabei soll der Einfluss verschiedener Systemkomponenten auf den Wirkungsgrad untersucht werden. Daneben bildet der Task 5.2 (TUM-ENS) die Schnittstelle zum Roadmapping.

Teilvorhaben: LCA meets Moldflow

Das Projekt "Teilvorhaben: LCA meets Moldflow" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PEG Plastics Engineering Group GmbH durchgeführt. Durch die ständig wachsenden gesetzlichen Vorgaben sowie das Bestreben energieeffizientere Haushaltsgeräte herzustellen, ist das Thema Leichtbau nicht nur im Bereich des Verkehrssektors allgegenwärtig. Dabei lassen sich sowohl durch geeignete Dimensionierungsmethoden als auch durch angepasste Werkstoffe erstaunliche Einsparpotenziale aufzeigen. Im Bereich der technischen, spritzgegossenen Bauteile können kurzfaserverstärkte Thermoplaste (SFT) mit Faserlängen zwischen 200-350 Mikro m und die dazugehörigen Auslegungsmethoden als Stand der Technik angesehen werden. Hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften bieten langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT) eine vielversprechende Alternative. Mit steigender Faserlänge (2-3 mm im Bauteil) werden die meisten Verbundeigenschaften positiv beeinflusst. Dazu zählen insbesondere die Schlagzähigkeit sowie die Lebensdauer. Darüber hinaus wird der Bauteilverzug reduziert. Aktuell gibt es jedoch keine validen durchgängigen Auslegungsmethoden für LFTs. Darüber hinaus mindert die Faserverkürzung aufgrund der hohe Scherbelastung in der konventionellen Spritzgießverarbeitung das Potenzial der LFT. Mit dem physikalischen Schaumspritzgießen ist eine faserschonendere Prozessführung von LFT möglich, sodass sich die enormen, bisher kaum ausgeschöpften, Möglichkeiten des konstruktiven sowie werkstofflichen Leichtbaus nutzen lassen. Das Ziel des Vorhabens ist die Aufdeckung des Potentials, das sich durch den Einsatz digitaler Methoden bei ganzheitlicher Betrachtung der Prozess-, Material- sowie Umweltbilanz hinsichtlich Leichtbau, Reduktion des CO2-Fußabdrucks, sowie Recycling ergibt. Als Demonstrator für dieses Vorhaben dient der Laugenbehälter einer Waschmaschine, da an diesen bei großen Stückzahlen nicht nur hohe Anforderungen hinsichtlich mechanischer Eigenschaften, Medienbeständigkeit und Lebensdauer, sondern gleichzeitig auch an die Energiebilanz gestellt wird.

Teilprojekt 7: Umwelt

Das Projekt "Teilprojekt 7: Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Fakultät für Bauingenieurwesen, Lehrstuhl für Baustoffkunde - Bauwerkserhaltung und Institut für Baustoffforschung durchgeführt. In dem Verbundprojekt wird die Einsetzbarkeit von Müllverbrennungsreststoffen als Ausgangstoff bei der Betonherstellung untersucht. Ziel des TP7 ist es, die Umweltverträglichkeit dieser Materialien für den Einsatz im Beton zu untersuchen. Es werden Auslaugprüfungen am ungebundenen Material, am Beton und an der rezyklierten Gesteinskörnung durchgeführt, um den Lebenszyklus des Materials für den Einsatz im Beton abzudecken.

Teilprojekt 1: Blockchain für die Kreislaufwirtschaft

Das Projekt "Teilprojekt 1: Blockchain für die Kreislaufwirtschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Altran Deutschland S.A.S. & Co. KG durchgeführt. Das Vorhaben Dibichain zielt darauf ab die Anwendung der Blockchain-Technologie zur digitalen Abbildung von Produktkreisläufen in Abgrenzung zu anderen Distributed Ledger Technologien (DTL), wie 'Tangle' oder 'Hashgraph', zu untersuchen. Der Fokus liegt dabei darauf, zu-nächst die Hauptunterschiede der einzelnen DLT, wie bspw. die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde (tps), oder die unterschiedlichen Konsensmechanismen, wie bspw. 'Proof of Work' oder 'Virtual Voting' herauszustellen, um im Anschluss die Eignung der einzelnen Techniken für den ausgewählten Use Case der 'Bionic Partition' sowie die in AP1 definierten Anwendungsszenarien aus technischer sowie mikro- und makroökonomischer Perspektive bewerten zu können. Ziel ist es hierbei zum einen die Wissensbasis für die Anwendung einer Blockchain für eine Kreislaufwirtschaft zu vertiefen und eine Wissensbasis für Tangle und Hashgraph auf-zubauen, um weiterführende und tiefergreifende Forschungsvorhaben zu ermöglichen, die das volle Potential für DLT in diesem Zusammenhang zu erschließen. Dabei soll ein Software-Demonstrator (unter Anwendung einer Blockchain-Technologie) entwickelt werden, der am Fallbeispiel der 'Bionic Partition' bspw. folgende Anwendungsszenarien beinhaltet: - (Rück-)Verfolgung von ausgewählten Materialien, deren Veredlung und Verarbeitung von der Rohstoffentnahme bis zur Rückführung in Stoffkreisläufe - Sicherstellung der Einhaltung von sozialen und ökologischen Standards über den gesamten Produktlebenszyklus(-kreislauf) - Blockchain als 'Single Source of Truth' für integrierte Lebenszyklusanalysen sowie für den Einsatz als Grundlage (Data Backbone) für Sustainability Driven Design Anwendungen - Eindeutige Identifikation und Verfolgbarkeit von Produkten über den gesamten Produktlebenszyklus, insbesondere in und nach der Nutzenphase, als Grundlage zur Implementation von Business Models for Sustainability (BMS)/ Sustainable Product Service Systems (SPSS).

Teilvorhaben: Entwicklung von HDF-H Tailored (Bended) Tubes

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung von HDF-H Tailored (Bended) Tubes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HoDforming GmbH durchgeführt. Für Leichtbau-Bauteile welche auf der Basis von Hohlkörpern (z.B. Rohre) gefertigt werden, ist neben der kosteneffizienten und flexiblen Einstellung der bauteilgerechten Wanddickenverteilung auch das kosteneffiziente Biegen der Bauteile aus hochfestem Aluminium ein wesentlicher Enabler für den wirtschaftlichen Leichtbau. Nur wenn sowohl das Material, die Wanddickeneinstellung, das Biegen und die Warmumformung zum Bauteil sowie die nachfolgenden Prozessschritte wettbewerbsfähig sind, kann ein Einsatz z.B. in der kostensensiblen Großserie erfolgen. So werden aktuell Hohlkörper/Rohre nur in kaltem Zustand in teuren Biegemaschinen mit Innendorn gebogen, was einerseits sehr kostspielig und andererseits nicht geeignet für die hochfesten Aluminiumlegierungen ist. Oftmals ist das Rohrbiegen sogar teurer als der Umformprozess selbst. Um diesen Prozess auf der einen Seite kostengünstiger aber auch flexibler zu gestalten, ergibt sich gerade in Kombination mit dem patentierten HDF-Warmumformprozess eine große Chance. Die Entwicklung dieser Prozesse ist Aufgabe dieses Projektes.

Teilvorhaben 06.1: PLA-Stärke-Blends für technische Büroausstattungen und Spielzeug - Versuchsstand für künstliche Alterung

Das Projekt "Teilvorhaben 06.1: PLA-Stärke-Blends für technische Büroausstattungen und Spielzeug - Versuchsstand für künstliche Alterung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Institut für Werkstofftechnik, Fachgebiet Kunststofftechnik durchgeführt. Polylactid (PLA) gilt bei Anwendern als einer der wirtschaftlich bedeutendsten Biokunststoffe mit hohem Wachstumspotential. Allerdings verhindert der im Vergleich zu Polyolefinen (PE, PP) höhere Preis, sowie der Mangel an verlässlichen Daten zur Beständigkeit, einen deutlich häufigeren Einsatz dieses Werkstoffes. Als Möglichkeiten zur Verringerung des Preises bieten sich die Zugabe von Füllstoffen und eine Verschäumung des Materials an. Stärke als Füllstoff konnte in der Vergangenheit bereits für verschiedene thermoplastische Kunststoffe eingesetzt werden. Die Verarbeitung von Stärke in PLA-Blends verbessert dabei zusätzlich deren Carbon Footprint, da die Gewinnung der Stärke im Vergleich zur PLA-Synthese deutlich weniger CO2 verursacht. PLA-Stärkeblends sind demnach -verglichen mit ungefülltem PLA- kostengünstiger und weisen darüber hinaus eine bessere Ökobilanz auf. Bisher ist allerdings nicht bekannt, welche Beständigkeiten die Blends gegenüber Umwelt- und Medieneinflüssen in verschiedenen Einsatzumgebungen aufweisen. Durch diese fehlenden Informationen nehmen bislang noch viele potenzielle Anwender Abstand vom Einsatz dieses biobasierten Materials. Um die Skepsis gegenüber dem Material und vorhandene Unzulänglichkeiten zu beseitigen, soll die Additivierung von PLA-Stärkeblends zur Verbesserung der Beständigkeit innerhalb dieses Vorhabens fokussiert werden und damit deren Einsatzfähigkeit in verschiedenen Alltags- und Gebrauchsgegenständen vorangetrieben werden. Der Nachweis der Beständigkeit gegen Umwelt- und Medieneinflüsse der Blend-Rezepturen würde das Interesse der verarbeitenden Firmen signifikant erhöhen. Da bei der Additivierung und Modifizierung auf den Einsatz von möglichst biobasierten Varianten geachtet werden soll, wäre erstmals eine kostengünstige Herstellung von im Idealfall vollständig biobasierten Bauteilen aus PLA-Stärkeblends möglich. Zusätzlich wären die je nach Anwendung geforderten Eigenschaften der Bauteile über die Lebensdauer garantiert.

Teilvorhaben: CIGS PV Module mit erhöhter Lebensdauer (40 Jahre) und verbesserten LCOE sowie LCA

Das Projekt "Teilvorhaben: CIGS PV Module mit erhöhter Lebensdauer (40 Jahre) und verbesserten LCOE sowie LCA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NICE Solar Energy GmbH durchgeführt. Gegenstand und Hauptziel des hier beschriebenen Teilvorhabens ist die Verbesserung der Gebrauchsdauer für die CIGS-Technologie auf mindestens 40 Jahre und ohne signifikante Kostensteigerung. Diese Verbesserung soll durch eine Weiterentwicklung der Modularchitektur sowie der eingesetzten Materialien der Modultechnik erreicht werden. Ein wesentlicher Einflussfaktor hinsichtlich Lebensdauer liegt in der Modulverkapselung. Im Projekt werden im Schwerpunkt innovative Verkapselungsfolien aus der Familie der Polyolefine untersucht. Der Hauptvorteil der Polyolefin-Verkapselung besteht darin, dass sich im Betrieb im Unterschied zum EVA keine Essigsäure bildet, welche diverse Degradationsmechanismen verursachen kann. Als weiteres Ziel soll eine geeignete Versiegelung des Moduls zum Schutz vor Feuchtigkeitseintritt von Außen qualifiziert werden. Ein weiteres wichtiges Ziel beim Einsatz verschiedener Materialien ist die Vermeidung von Materialunverträglichkeiten. Durch geeignete beschleunigte Tests sollen Materialreaktionen im Feld ausgeschlossen werden. Ein weiteres Ziel und eine notwendige Voraussetzung für die Beurteilung der erreichten Lebensdauer der Module ist die Qualifizierung eines technologiespezifischen Testzyklus durch die Partner im Projekt.

IBÖ-06: Bio-Barriere-Box - Nachhaltigkeit und Schutzfunktion vereint in einem innovativen Einstoff-Verpackungskonzept

Das Projekt "IBÖ-06: Bio-Barriere-Box - Nachhaltigkeit und Schutzfunktion vereint in einem innovativen Einstoff-Verpackungskonzept" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Bereich Ingenieurwissenschaften, Institut für Naturstofftechnik, Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik durchgeführt. Neue gesetzliche Bedingungen, wie das Plastikverbot für Einweg-Produkte, rücken die Nachhaltigkeit von Verpackungen in den Fokus von Industrie und Handel. Daraus ergibt sich die Forderung nach innovativen Lösungen unter bioökonomischen Gesichtspunkten. Schutzfunktionen von Verpackungen werden zumeist im Verbund mit Kunststoffen oder Aluminium realisiert, deren ganzheitliche stoffliche Wiederverwertung nahezu unmöglich ist. Die Produktidee besteht daher in einer Bio-Barriere-Box, bei der nicht nur die tragende Struktur, sondern auch die funktionellen Barrieren zum Schutz ihres Inhaltes aus nachwachsenden Cellulosefasern bestehen. Somit wird die Nutzung nachwachsender Rohstoffe sowie die Erhöhung der Recyclingquote von Verpackungsmaterialien forciert. Hinzu kommt, dass die Vorteile der Verpackung wirksam präsentiert werden können, da sie alltägliche Produkte schützt. Das erhöht nachhaltig das Bewusstsein der Verbraucher auf Produkte mit ökologisch sinnvollen Verpackungsmaterialien zurückzugreifen. Die Simplizität der Bio-Barriere-Box findet sich auch in den vielfältigen Entsorgungsmöglichkeiten wieder. In Industrieländern mit vorhandenen Sammel- und Recycling-Systemen kann die gesamte Verpackung nach dem Gebrauch stofflich genutzt werden. In Schwellen- und Entwicklungsländern ohne Sammelsysteme sowie bei humanitären Katastrophen kann die Bio-Barriere-Box ganzheitlich für die CO2-neutrale Energiegewinnung genutzt werden und stellt auch bei unsachgemäßer Beseitigung keine Gefahr für die Umwelt dar. Sowohl für Lebensmittelhersteller, den Einzelhandel als auch für den Verbraucher steht mit der Bio-Barriere-Box eine Verpackungslösung zur Verfügung, die den Einsatz erdölbasierter Materialien, Aufwand und Kosten für Herstellung, Entsorgung und Wiederverwertung reduziert. Der konsequente Einsatz nachhaltiger Ressourcen zur Erzeugung biologisch abbaubarer und recyclingfähiger Verpackung ist die wesentliche Motivation des Projekts.

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