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Materialien fuer SOFC

Das Projekt "Materialien fuer SOFC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften, Institut für Anorganische Chemie durchgeführt. Unterschiedlich zusammengesetzte Oxidmaterialien (Manganite und Gallate) werden auf ihren Phasenbestand und Struktur, thermochemische Stabilitaet, elektrische Leitfaehigkeit untersucht. Materialien mit optimalen Eigenschaften fuer die Anwendung als Kathoden und Elektrolyte von Hochtemperatur-Brennstoffzellen (SOFC) wurden ausgewaehlt.

Untersuchungen ueber die Abbaubarkeit organischer Wasserinhaltsstoffe mit einem modifizierten STURM-Test

Das Projekt "Untersuchungen ueber die Abbaubarkeit organischer Wasserinhaltsstoffe mit einem modifizierten STURM-Test" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Die Abbaubarkeit, d.h. die Mineralisation organischer Stoffe auf biochemischem Wege, unter definierten Versuchsbedingungen stellt ein wesentliches Beurteilungskriterium fuer den Einsatz dieser Stoffe in haeuslichen, gewerblichen und industriellen Bereichen dar. Der STURM-Test ist ein Die-away-Test, d.h. ein Test, bei dem das Abbauverhalten der untersuchten Substanz nach einmaligem Ansatz einer Reaktionsmischung direkt oder indirekt verfolgt wird. Der Testparameter hierbei ist die zeit- und konzentrationsabhaengige Kohlendioxidproduktion als Folge der mikrobiellen Mineralisation der Testsubstanz. Mit dem Kohlendioxid wird das Endprodukt des Mineralisationsprozesses erfasst, wobei die kontinuierliche Verfolgung der Kohlendioxidproduktion eine direkte Aussage ueber den jeweils erreichten prozentualen Anteil der Totalmineralisation ermoeglicht. Das Ziel der Foerderung ist die Entwicklung, Realisierung und experimentelle Erprobung des messtechnischen Konzeptes. Bei der experimentellen Durchfuehrung des STURM-Tests werden parallel zueinander die Testsubstanz und eine Referenzsubstanz, beide jeweils in einer voradaptierten Matrix auf der Basis von haeuslichem Abwasser, sowie ein Blindversuch angesetzt. Das nach und nach von diesen Reaktionsmischungen produzierte Kohlendioxid wird jeweils mittels eines Traegergasstromes in einen mit 1/10-normaler Natronlauge beschickten Analysator ueberfuehrt. Dort bewirkt das Kohlendioxid eine seiner Menge entsprechende Aenderung der elektrischen Leitfaehigkeit der Natronlauge. Dem Traegergas wird von vornherein eine bestimmte Grundmenge an Kohlendioxid zugesetzt. Mit dieser Modifikation des STURM-Tests ist es moeglich ...

Bestimmung der Permeabilität von Deponie-Dichtungstonen mit Hilfe der elektrischen Leitfähigkeit

Das Projekt "Bestimmung der Permeabilität von Deponie-Dichtungstonen mit Hilfe der elektrischen Leitfähigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für systematische Botanik und Pflanzengeographie durchgeführt. Die Messungen der Permeabilitaet toniger Boeden und Gesteine durch Beobachtung der Fliessgeschwindigkeit bei unterschiedlichen Druckgradienten ist wegen der sehr geringen Fliessmengen problematisch. Mit diesem Forschungsvorhaben wurde untersucht, ob und inwieweit der Permeabilitaet feinporiger Medien aus Messungen des elektrischen Widerstandes und der Porositaet abgeleitet werden kann. Messungen der Porositaet und des Widerstandes sind bedeutend einfacher und weniger zeitaufwendig als die der Fliessgeschwindigkeit. Zu beachten sind die Wechselwirkungen zwischen der waessrigen Elektrolytloesung und den Tonmineralpartikeln an den Grenzflaechen, sowie Grenzflaechendiffusion und DONNAN-Gleichgewichte. Ausserdem ist die Richtungsabhaengigkeit des Tonmineralgefueges (Paralleleinregelung der Tonmineralblaettchen normal zur Richtung des Kompaktionsdruckes) zu beruecksichtigen. Die elektrische Leitfaehigkeit und die Durchlaessigkeit (hydraulische Leitfaehigkeit) unterschiedlicher, tonhaltiger Sedimente wurden in Abhaengigkeit von ihrer Verdichtung (Wassergehalt), Korngroessenverteilung, spezifischen Oberflaeche etc untersucht. Bei Gehalten an Tonen hoher Schichtladung und grosser spezifischer Oberflaeche kann der Anteil der Oberflaechenleitfaehigkeit groesser als der des Porenwassers werden. Mit zunehmender Verdichtung sinkt der Anteil des Porenwassers am Gesamtvolumen und damit der Anteil der Stromleitung durch die Porenwasserphase. Komplementaer dazu waechst der Gehalt an tonmineralischer Phase pro Volumeneinheit und entsprechend der Anteil der Oberflaechenleitfaehigkeit an der Gesamtleitfaehigkeit. Je hoeher die Verdichtung, desto geringer die Durchlaessigkeit, desto groesser jedoch die elektrische Leitfaehigkeit infolge des hoeheren Tongehaltes. Die Abhaengigkeiten der elektrischen und hydraulischen Leitfaehigkeiten von der Verdichtung sind umso ausgepraegter, je hoeher der Tongehalt des Bodens und je geringer die spezifische elektrische Leitfaehigkeit des Porenwassers sind. Die aus den Messreihen quantitativ abgeleiteten Beziehungen gelten nur bei vollstaendiger Wassersaettigung des Porenraumes. Die Veraenderung des Elektrolytgehaltes, die Homogenitaet des Materials und das Verhalten ungesaettigter Proben im Zuge der Verdichtung erschweren eine direkte praktische Anwendung der elektrischen Leitfaehigkeitsmessung zur Bestimmung der Durchlaessigkeit.

Untersuchungen thermophysikalischer und elektrischer Eigenschaften von Salzgesteinen

Das Projekt "Untersuchungen thermophysikalischer und elektrischer Eigenschaften von Salzgesteinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe durchgeführt. Fuer die Salzstockerkundung zur Endlagerung radioaktiver Abfaelle ist die Kenntnis der thermophysikalischen und elektrischen Eigenschaften von Salzgesteinen erforderlich. Literaturangaben hierzu weisen eine erhebliche Schwankungsbreite auf. Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurden an Salzgesteinsproben aus repraesentativen Schichten des Salzstocks Gorleben Laboruntersuchungen der Waermeleitfaehigkeit mit einer Plattenapparatur und eine Nadelsonden-Messeinrichtung sowie Bestimmungen der Dielektrizitaetskonstanten und der elektrischen Leitfaehigkeit mit einem Resonanzkreisverfahren im Frequenzbereich um 20 MHz durchgefuehrt. Ausserdem wurde mit einer kalorimetrischen Methode die Kristallwasserfreisetzung von Carnallit untersucht, die sich auf die thermomechanische Stabilitaet des carnallitfuehrenden Gesteins auswirkt, das in den Kalifloezen der Salzstoecke angetroffen wird. Hierbei wurden Daten und Aussagen fuer die untertaegige Erkundung des Salzstock Gorleben und fuer den Sicherheitsnachweis eines Endlagers an diesem Standort gewonnen. Die Ergebnisse der Waermeleitfaehigkeitsuntersuchungen bestaetigen, dass die Referenzkurve nach Birch und Clark in erster Naeherung als Ausgleichkurve durch die Waermeleitfaehigkeitsmesspunkte im fuer die Endlagerung relevanten Teufenbereich angesehen werden kann, wenn man von den Kalifloezen und Uebergangsschichten absieht. Die Untersuchungen der elektrischen Gesteinsparameter haben ergeben, dass im Salzstock Gorleben im betrachteten Frequenzbereich die Dielektrizitaetskonstante des Salzgesteins zwischen 5,8 und 6,9, in Einzelfaellen bei sehr hoher oertlicher Durchfeuchtung, bei 10 liegen kann.

Charakterisierung mikrostruktureller Gesteinseigenschaften auf Grundlage der komplexen elektrischen Leitfaehigkeit sowie komplexer elastodynamischer Parameter

Das Projekt "Charakterisierung mikrostruktureller Gesteinseigenschaften auf Grundlage der komplexen elektrischen Leitfaehigkeit sowie komplexer elastodynamischer Parameter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Geophysik durchgeführt. Dieses Projekt, das in Kooperation zwischen dem Institut fuer Geophysik der TU Clausthal und dem Wissenschaftsbereich Angewandte Geophysik der BA Freiberg durchgefuehrt wurde, diente der anwendungsorientierten Grundlagenforschung zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der inneren Gesteinsmikrostruktur und dynamischen physikalischen Groessen, insbesondere der komplexen elektrischen Leitfaehigkeit von 1 mHz bis 1 MHz und elastodynamischer Eigenschaften, um die Moeglichkeiten und Grenzen der Aussagekraft geophysikalischer Gelaende- und Bohrlochmessverfahren zur Gewinnung von Information ueber Lagerstaetten, hydrogeologische und umweltschutztechnische Fragestellungen zu gewinnen. Hierzu wurden Verfahren zur Charakterisierung der Mikrostruktur und zur Messung der komplexen dynamischer Parameter im Labor entwickelt. Ergebnisse sind experimentell begruendete fraktale Modelle fuer den Einfluss der Mikrostruktur auf die dynamischen Parameter, die zur Ermittlung lagerstaettentechnischer, hydrogeologischer und umweltschutztechnischer Kennwerte aus geophysikalischen Messwerten herangezogen werden koennen.

Untersuchungen grundlegender petrophysikalischer Eigenschaften kontaminierter Fest- und Lockergesteine

Das Projekt "Untersuchungen grundlegender petrophysikalischer Eigenschaften kontaminierter Fest- und Lockergesteine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Geophysik durchgeführt. Das Vorhaben diente der Klaerung der Frage, welche physikalischen Gesteinseigenschaften sich bei Kontamination mit organischen Fluiden wie aendern. Hierzu wurden die elektrischen Eigenschaften im Bereich von 10 Hz bis 1 MHz, die thermischen Eigenschaften, die Durchlaessigkeitseigenschaften, die Porenstruktur und die Ultraschallgeschwindigkeit vorwiegend konsolidierter Sandsteine untersucht, in wassergesaettigtem und kontaminiertem (iso-Oktan, Toluol, Trichlorethylen) Zustand. Besonders bei den elektrischen Eigenschaften zeigte sich der deutliche Einfluss der Grenzflaechenbedingungen und Benetzungseigenschaften. Nur bei hochporoesen Gesteinen mit geringer spezifischer innerer Oberflaeche koennen diese Einflussfaktoren ausser Betracht bleiben. Hierdurch ergeben sich Einschraenkungen fuer die Nutzbarkeit geophysikalischer Verfahren zur Untersuchung kontaminierter Standorte, aber auch Erweiterungen der Anwendungsgebiete.