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FAQ - Dioxine, Furane und PCB

Was sind Dioxine und Furane? Dioxine und Furane sind die Kurzbezeichnungen für jeweils eine Gruppe von halogenierten, (häufig chlorierten (P C DD/F), aber auch fluorierten P F DD/F) und bromierten (P Br DD/F), tricyclischen aromatischen Verbindungen, bei denen zwei Benzolringe über eine Sauerstoffbrücke verbunden sind. An den Positionen 1 bis 9 können Halogenatome (z.B. Chlor) gebunden sein. Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf die Polychlorierten Dibenzo-p-Dioxine und –Furane. Die Gruppe der polychlorierten Dioxine besteht aus 75 verschiedenen Verbindungen (Kongenere), die sich in Anzahl und Anordnung der verschiedenen Chloratome im Molekül unterscheiden. Bei den polychlorierten Furanen sind 135 verschiedene Kongenere möglich. Die Dioxinanalytik konzentriert sich auf 17 Verbindungen, die in 2,3,7,8‑Stellung Chloratome tragen und deshalb als besonders toxisch eingestuft werden. Die giftigsten Kongenere sind das 2,3,7,8‑Tetrachlordibenzodioxin, das maßgeblich beim Unfall in Seveso (1976) freigesetzt wurde. Wie entstehen Dioxine und Furane? Dioxine und Furane wurden von der chemischen Industrie nie gezielt hergestellt und haben keinerlei praktische Verwendung. Sie sind Nebenprodukte, die ungewollt bei allen Verbrennungsprozessen in Anwesenheit von Chlor und organischen Kohlenstoff entstehen können. Dioxine und Furane entstehen in einem Temperaturbereich zwischen 300°C und 900°C. Was sind die Hauptquellen für die Dioxine in der Umwelt? Die Hauptquellen für den Eintrag von Dioxinen und Furanen in die Umwelt sind: Thermische Prozesse: Bildung im Rahmen der unvollständigen Verbrennung (Abfallverbrennung, Metallerzeugung, Metallrecycling, Hausbrand, Brände von PVC, Transformatoren (PCB), bromierte Flammschutzmittel). Industrielle Quellen Prozesse und Produkte der Halogenchemie, Chlorphenolchemie: Insektizide, Herbizide, PCB‑Herstellung, Verunreinigungen in chlororganischen Verbindungen, Zellstoff‑ und Papierindustrie, Textilreinigung, Flammschutzmittel. Sekundäre Quellen Abgelagerte oder abgeschiedene Dioxine aus Deponien, Klärschlämmen, Sickerwässern, Altölen, Komposten, Holzschutzmitteln in Innenräumen. Für den Eintrag in die Luft waren früher Metallgewinnung und die Abfall-Verbrennungsanlagen die wichtigsten Quellen. Dank anspruchsvoller Grenzwerte und Filtertechniken konnte der Dioxinausstoß aus den Abfall-Verbrennungsanlagen drastisch gesenkt werden. Natürliche Quellen Auch natürliche Prozesse, wie beispielsweise Wald- oder Steppenbrände, können zur Bildung von Dioxinen führen. Im Vergleich mit den anderen Quellen tragen natürliche Quellen nur in geringem Maß zur Dioxinbelastung der Umwelt bei. Was sind poychlorierte Biphenyle (PCB) bzw. dioxinähnliche PCB? Poychlorierte Biphenyle (PCB) sind chlorierte Kohlenwasserstoffe. Am Grundgerüst eines Biphenyls sind hier, je nach Verbindung, eine unterschiedliche Anzahl von Wasserstoffatomen durch Chloratome substituiert. Theoretisch gibt es 209 mögliche Verbindungen (Kongenere) , von denen 12 Kongenere als dioxinähnliche- PCB oder dl-PCB bezeichnet werden. Diese weisen eine den Dioxinen und Furanen ähnliche räumliche und elektronische Struktur auf. Man unterscheidet bei den dl-PCB „non-ortho Kongenere“ PCB 77, PCB 81, PCB126, PCB 169) und „mono-ortho Kongenere“ (PCB 105, PCB 114, PCB 118, PCB 123, PCB 156, PCB 157, PCB 167, PCB 189). Die giftigste dioxinähnliche Wirkung zeigt das 3,3',4, 4',5-Pentachlorobiphenyl (PCB 126). Polychlorierte Biphenyle sind in Deutschland seit 1989 verboten, und müssen als Sonderabfall in der Regel per Hochtemperaturverbrennung entsorgt werden. Polychlorierte Biphenyle (PCB) Wie entstehen poychlorierte Biphenyle (PCB)? PCB wurden bis in die 1980´er Jahre als bedeutende technische Chemikalie produziert und vor allem in Transformatoren, elektrischen Kondensatoren, in Hydraulikanlagen als Hydraulikflüssigkeit, sowie als Weichmacher in Lacken, Dichtungsmassen, Isoliermitteln und Kunststoffen verwendet. In diesen Gemischen sind unterschiedlich große Anteile dioxinähnlicher PCB enthalten. PCB entstehen auch als Nebenprodukt bei der Herstellung von Silikonkautschuk mit chlorhaltigen Vernetzern. Wie werden Dioxine, Furane und PCB vom menschlichen Organismus aufgenommen? Die umweltbedingte Belastung des Menschen mit Dioxinen, Furanen und dioxinähnlichen PCB erfolgt im Wesentlichen über die Nahrung, insbesondere über fetthaltige tierische Lebensmittel wie Fisch, Fleisch, Milch und Milchprodukte. Nur ein geringer Prozentsatz (<5%) wird über die Atemluft und das Wasser aufgenommen. Welche Auswirkungen haben Dioxine, Furane und dl-PCB auf die Gesundheit? Dioxine, Furane und dioxinähnliche PCB sind sehr langlebige Verbindungen. Sie reichern sich im Fettgewebe des Menschen an und werden je nach Kongener mit Halbwertszeiten zwischen einem Jahr und 13 Jahren nur sehr langsam abgebaut. Bei den toxischen Wirkungen der Dioxine, Furane und dioxinähnlichen PCB muss man akute Giftwirkungen, die nach Kontakt mit hohen Konzentrationen auftreten, und chronische Effekte, die durch niedrige Konzentrationen hervorgerufen werden können unterscheiden. Akute Wirkungen beim Menschen sind heutzutage nur nach Unfällen, Bränden oder bei beruflich belasteten Personen zu erwarten. Herausragendes Symptom verschiedener Vergiftungsunfälle in der chemischen Industrie bis etwa in die 1980iger Jahre war das Auftreten von Chlorakne. Weitere Symptome akuter Vergiftungen sind u. a. Erbrechen, Muskelschmerzen, Kopfschmerzen, Schlafstörungen sowie Magen-Darm-Beschwerden. Hinsichtlich chronischer Wirkungen ist vor allem die mögliche krebserzeugende Wirkung des 2,3,7,8-TCDD, des sogenannten „Seveso-Dioxin“, von Bedeutung. Beim Menschen sowie in Tierversuchen ließen sich außerdem Störungen des Immunsystems sowie neurotoxische, reproduktionstoxische und fruchtschädigende Wirkungen feststellen. Daneben weisen Studien auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Leberstörungen sowie auf ein erhöhtes Diabetes-Risiko hin. Diese Effekte sind aber unter üblichen Umweltbedingungen von eher geringer Bedeutung. Insgesamt ist die Belastung des Menschen durch Dioxine, Furane und dioxinähnliche PCB seit geraumer Zeit rückläufig. Trotz dieser starken Rückläufigkeit nehmen nach einer aktuellen Auswertung des Bundesinstitutes für Risikobewertung nach wie vor immer noch große Teile der Bevölkerung mehr Dioxine, Furane und dioxinähnliche PCB zu sich als aus gesundheitlicher Sicht empfehlenswert wäre. Die tägliche Aufnahme von Dioxinen, Furanen und dioxinähnlichen PCB über Lebensmittel in Deutschland betrug laut Umweltbundesamt (2018) nach Analysenergebnissen aus den Jahren 2000 bis 2003 im Mittel ca. zwei pg WHO-PCDD/F-PCB-TEQ pro kg Körpergewicht und Tag. Die Europäische Lebensmittelsicherheitsbehörde (EFSA) hat im November 2018 eine neue tolerierbare wöchentliche Aufnahmemenge (TWI) für PCDD/F und dioxinähnliche PCBs abgeleitet. Diese umfassende Risikobewertung basiert auf aktuellen wissenschaftlichen Studien und Erkenntnissen. Dabei wurde der TWI-Wert von 14 pg WHO-PCDD/F-PCB-TEQ/kg Körpergewicht und Woche auf 2 pg WHO- PCDD/F-PCB-TEQ/kg Körpergewicht und Woche abgesenkt. Bei lebenslanger Aufnahme von Dioxinen und dioxinähnlichen PCBs bis zu einer Menge von 2 pg WHO- PCDD/F-PCB-TEQ/kg Körpergewicht und Woche bzw. umgerechnet 0,29 WHO- PCDD/F-PCB-TEQ/kg Körpergewicht und Tag ist somit mit keinen negativen Auswirkungen für die Menschen zu rechnen. Ein Großteil der erwachsenen Bevölkerung überschreitet somit die vorgegebene tolerierbare Tagesdosis bereits durch die normalerweise vorhandene Kontamination der Lebensmittel. Abweichende Ernährungsgewohnheiten können zu noch höheren Belastungen führen. Auch Kinder haben im Verhältnis zu ihrem Körpergewicht höhere Aufnahmen. Hieraus lässt sich folgern, dass die Belastung des Menschen mit Dioxinen, Furanen und dioxinähnlichen PCB nach wie vor zu hoch ist. Die Belastung der Menschen und der Umwelt muss daher noch weiter gesenkt werden. Frauenmilch ist ein Indikator für die Belastung des Menschen mit Dioxinen, Furanen und dioxinähnlichen PCB, da diese sehr fettreich ist, und sich daher sehr gut dazu eignet, die Rückstände im menschlichen Fettgewebe anzuzeigen. Langjährige Untersuchungsreihen haben gezeigt, dass sich der Erfolg der Maßnahmen zur Reduzierung der Umweltbelastung auch in der Frauenmilch widerspiegelt. Der durchschnittliche PCDD/F-Gehalt von Frauenmilch in Deutschland ist laut Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) im Zeitraum von 1986 bis 2009 von 35,7 auf 6,3 pg/g Milchfett gesunken. Daten zu dioxinähnlichen PCB liegen für den Zeitraum von 2001 bis 2009 vor, die ebenfalls sinkende Gehalte in Frauenmilch belegen. Im Jahr 2009 betrug der mittlere Gehalt für die Summe von PCDD/F und dioxinähnlichen PCB 13,8 pg WHO-TEQ/g Milchfett. Trotzdem sind Kinder gerade in der intensiven Entwicklungsphase im Mutterleib oder als Säuglinge immer noch zu hohen Belastungen ausgesetzt, weil die Schadstoffe über die Plazenta und die Muttermilch an die nächste Generation weitergegeben werden. Es wird jedoch keinesfalls vom Stillen abgeraten, da die bekannten positiven Auswirkungen des Stillens überwiegen. Welche Maßnahmen wurden ergriffen, um die Dioxinbelastung zu senken? Die Umweltbelastung, aber auch die Belastung von Lebensmitteln und des Menschen durch Dioxine sind in Deutschland seit Ende der 80er Jahre deutlich zurückgegangen. Grund dafür war eine Fülle technischer und rechtlicher Maßnahmen vor allem in der Chemikalienproduktion und Emissionsbeschränkungen bei Verbrennungsprozessen. Wie kann die Toxizität einer mit Dioxinen, Furanen und PCB belasteten Probe beurteilt werden? Für die Beurteilung der von Dioxinen, Furanen und dioxinähnlichen PCB verursachten Toxizität einer Probe werden nach Weltgesundheitsorganisation (WHO) 17 Kongenere der Dioxine und Furane und 12 Verbindungen aus der Gruppe der dioxinähnlichen PCB analytisch bestimmt. Dioxine, Furane und dioxinähnliche PCB treten meist als Gemische einzelner Kongenere in unterschiedlichen Mengen auf. Die Beurteilung der Toxizität dieser 29 Kongenere erfolgt mit Hilfe von Toxizitätsäquivalenten (TEQ-Werte). Das System der Toxizitätsäquivalente trägt der unterschiedlichen Giftigkeit der Einzelverbindungen Rechnung. Um die Toxizität dieser Gemische einzustufen, wurden den einzelnen Dioxinen, Furanen und dioxinähnlichen PCB von der Weltgesundheitsorganisation im Jahre 2005 festgesetzte Toxizitätsäquivalentfaktoren (TEF) zugeordnet, die diese Verbindungen gemäß ihrer Toxizität einstufen. In 2024 wurden diese TEF von der WHO aktualisiert. Die Toxizität des giftigsten bekannten Dioxins (2,3,7,8-TCDD) wird mit 1 bewertet. Die anderen Dioxine, Furane und dioxinähnlichen PCB sind im Verhältnis zu 2,3,7,8-TCDD weniger giftig und erhalten deshalb Werte kleiner 1. Die toxische Wirkung der Dioxine, Furane und dioxinähnlichen ⁠ PCB ⁠ wird dann über die Multiplikation der Gehalte der Einzelverbindungen mit dem zugehörigen Faktor (TEF) als sogenanntes Toxizitätsäquivalent (⁠ TEQ ⁠) errechnet und addiert. Die Summe der Toxizitätsäquivalente der Einzelverbindungen, die in einer Probe bestimmt worden sind, ergibt die Gesamttoxizität der Probe (TEQ-Wert). Nicht-dioxinähnliche PCB werden anhand von 6 Leitsubstanzen (PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 138, PCB 153, PCB 180) beurteilt. Da der Anteil dieser Kongenere in der Umwelt häufig 20 % von der Summe aller PCB beträgt, wird für eine einheitliche Beurteilung der Gesamt-PCB die Summe der 6 Leitsubstanzen mit dem Faktor 5 multipliziert. Wie werden Dioxine, Furane und PCB in der Außenluft gemessen? Dioxine, Furane und polychlorierte Biphenyle kommen in der Außenluft sowohl gasförmig als auch gebunden an Staubpartikel vor. Die PCDD/PCDF- und PCB-Konzentrationen, die mit der Luft eingeatmet werden, werden in der Luftkonzentrationsmessung ( Außenluftkonzentration ) erfasst. Die schwereren Partikel (Staub), die nicht in der Luft schweben und schnell zu Boden sinken, sowie der Niederschlag (Regen, Schnee) werden in der Depositionsmessung erfasst. Wie werden Luftkonzentrationsmessungen durchgeführt? Die Probenahme und Spurenanalytik von Dioxinen, Furanen und polychlorierten Biphenylen in der Außenluft ist wegen der geringen Konzentrationen sehr aufwendig. Eine große Luftmenge (ca. 1000 m³) wird über ein Filtersystem aus Polyurethanschäumen und einem Partikelfilter gesaugt. Der Probenahmezeitraum beträgt in der Regel einen Monat. Die Schadstoffe werden auf den Filtermedien abgeschieden. Nach Ablauf der Probenahmezeit werden die im Probenahmekopf enthaltenen Filtermedien im Labor zu einer Probe vereinigt und auf Dioxine, Furane und PCB untersucht. Die analytische Bestimmung erfolgt per Gaschromatographie / hochauflösender Massenspektrometrie (GC/HRMS). Wie werden Depositionsmessungen durchgeführt? Gerätschaften zur Depositionsprobenahme Depositionsprobenahme Die Probenahme der atmosphärischen Deposition (Staub, Regen, Schnee) erfolgt nach VDI-Richtlinie 4320 Blatt 5 als Gesamtdeposition. Am Messort werden mehrere Sammelgläser (in der Regel 6 Gläser) für 30 Tage aufgestellt. Nach Ablauf der Probenahmezeit wird der Inhalt der Gläser im Labor auf Dioxine, Furane und polychlorierte Biphenyle untersucht. Die analytische Bestimmung erfolgt per Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung. Am Messort werden mehrere Sammelgläser (in der Regel 3-6 Gläser) für 30 Tage aufgestellt. Nach Ablauf der Probenahmezeit wird der Inhalt der Gläser im Labor auf Dioxine, Furane und PCB untersucht. Die analytische Bestimmung erfolgt per hochauflösender Gaschromatographie / Massenspektrometrie. Warum werden verschiedene Probenahmeverfahren eingesetzt? Die Luftkonzentrationswerte an Dioxinen, Furanen und PCB spiegeln die Belastung der Luft wieder, die über die Atmung aufgenommen wird. Die PCDD/PCDF-und PCB-Depositionen stellen ein Maß die Belastung von Nahrungs- und Futterpflanzen dar. Anhand der Depositionswerte kann auch abgeschätzt werden, ob langfristig Bodenbelastungen zu befürchten sind. Wie werden PCDD/PCDF- und PCB –Luftkonzentrationen und –Depositionen beurteilt? Luftkonzentration: Für die Beurteilung der Luftkonzentration von Dioxinen, Furanen und dioxinähnlichen PCB hat der Länderausschuss für Immissionsschutz (21.09.2004), jetzt Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Immissionsschutz (LAI), einen Zielwert (Jahresmittelwert) für die langfristige Luftreinhalteplanung empfohlen. Dieser LAI-Zielwert beträgt 150 fg WHO (PCDD/PCDF + dl-PCB) -TEQ/m³ . Ein Beurteilungsmaßstab für den PCB- Gesamtgehalt in der Außenluft existiert derzeit nicht. Als Vergleichsmaßstab zur Bewertung der PCB (PCB-Gesamtgehalt (28+52+101+153+138+180) x 5) kann der Sanierungszielwert für Innenräume von 300 ng/m³ näherungsweise herangezogen werden. Deposition: Für die Beurteilung der Deposition von PCDD/F und dioxinähnlichen PCB hat die LAI einen Zielwert (Jahresmittelwert) für die langfristige Luftreinhalteplanung von 4 pg WHO (PCDD/PCDF + dl-PCB) -TEQ/(m²x d) festgelegt. Der Immissionswert der TA-Luft (2021), welcher im Rahmen der Genehmigung und Überwachung von Anlagen herangezogen werden kann und als Jahresmittelwert festgesetzt wurde, beträgt 9 pg WHO (PCDD/PCDF + dl-PCB) -TEQ/(m²x d). Warum werden Monats- und Jahresmittelwerte ermittelt? Für die Beurteilung von Messwerten wird immer der Jahresmittelwert zugrunde gelegt. Die Monatsmittelwerte von Immissionsmessungen können starken Schwankungen unterliegen. Neben den Schwankungen des monatlichen Eintrages in die Atmosphäre haben Temperatur, Windrichtung und Windgeschwindigkeit einen starken Einfluss auf die Luftkonzentration und Deposition. Bei organischen Komponenten wie den Dioxinen, Furanen und PCB ist ein jahreszeitlicher Temperaturgang zu beobachten. PCB-Luftkonzentrationen sind in den Sommermonaten deutlich höher als in den Wintermonaten. Bei Dioxinen und Furanen liegt ein entgegengesetzter Jahresgang vor. Zur Beurteilung der Schadstoffbelastung der Luft mit Dioxinen Furanen und polychlorierten Biphenylen werden daher Jahresmittelwerte gebildet, die die durchschnittliche Belastung widerspiegeln. Wie hoch ist die Dioxin, Furan und PCB- Konzentration in NRW, werden die Zielwerte des LAI erreicht? Die Jahresmittelwerte für die Summe aus PCDD/PCDF- und dl-PCB-Luftkonzentration lagen in NRW in den letzten Jahren zwischen 10 und 20 fg WHO-TEQ/m³ und somit deutlich unter dem LAI-Zielwert. Die PCB-Gesamtkonzentration in der Außenluft von NRW liegt im langjährigen Mittel bei 0,5 – 1,5 ng PCB/m³. Die Jahresmittelwerte für die Summe von Dioxinen, Furanen und dl-PCB in der Deposition lagen in NRW in den letzten Jahren an Hintergrundmessstationen bei ca. 2 pg WHO-TEQ/(m² x d) und an den übrigen Messstellen im Umfeld von Wohnbebauung zwischen 4 und 8 pg WHO-TEQ/(m² x d). Die Messwerte liegen unterhalb des Immissionswertes der TA-Luft (2021), welcher im Rahmen der Genehmigung und Überwachung von Anlagen herangezogen wird und oberhalb des langfristigen Zielwertes des LAI für die Luftreinhalteplanung. . aktuelle Werte Wie gelangen Dioxine, Furane und polychlorierte Biphenyle in Böden? Der Eintrag von Dioxinen und PCB in Böden erfolgt hauptsächlich über Depositionen aus der Luft. Aber auch durch das Ausbringen von Klärschlamm können Dioxine und PCB in Böden eingebracht werden. Bei Überschwemmungsereignissen können schadstoffhaltige Sedimente auf Flächen im Bereich von Überschwemmungsgebieten verlagert werden, wodurch ebenfalls erhebliche PCB- und Dioxinmengen in die betroffenen Böden gelangen können. Da Dioxine und PCB in der Natur kaum abgebaut werden und diese Stoffe vor allem in humusreichen Böden gebunden werden, kann es zu einer langfristigen Anreicherung kommen, auch wenn nur geringe Einträge stattfinden. Wie hoch ist die Konzentration an Dioxinen, Furane und polychlorierte Biphenyle in Böden in NRW? Aufgrund des Eintrags aus der Luft sind Dioxine, Furane und PCB prinzipiell in allen Böden nachweisbar. In ländlichen Gebieten werden üblicherweise geringere Gehalte als in Ballungsräumen nachgewiesen. So liegen die Gehalte an Dioxinen und Furanen in Gärten in ländlichen Gebieten um 5 ng TEQ/kg Boden, in Gärten in der Umgebung von Ballungsräumen und in Verdichtungsgebieten im Bereich von 10 – 15 ng TEQ/kg Boden. Die PCB-Gehalte (Summe der 6 PCB) in Gärten liegen in ländlichen Gebieten um 7 µg/kg Boden, in der Umgebung von Ballungsräumen und in Verdichtungsgebieten um 20 µg/kg und im Ballungskern um 25 µg/kg. Erfahrungswerte für üblicherweise vorzufindende Konzentrationen an dl-PCB in Böden liegen noch nicht vor. Höhere Gehalte weisen Böden in den Überschwemmungsgebieten einiger Flüsse in NRW auf. So wurden beispielsweise in den Überschwemmungsgebieten von Rhein, Ruhr und Wupper PCDD/F-Gehalte von 40 – 65 ng TEQ/kg, PCB-Gehalte von 5 – 260 µg/kg und dl-PCB-Gehalte von 12 – 16 ng TEQ/kg nachgewiesen. Wie sind die Konzentration an Dioxinen, Furane und polychlorierte Biphenyle in Böden zu beurteilen? Die Gehalte von Schadstoffen in Böden sind in Abhängigkeit von der jeweiligen Nutzung unterschiedlich zu bewerten. So wird in der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung beispielsweise für Böden unter Grünlandnutzung bei PCB ein Maßnahmenwert (Summe der 6 PCB) von 0,2 mg/kg genannt, für Dioxine und Furane ein Prüfwert von 15 ng WHO-TEQ/kg. Ist dieser Wert überschritten, müssen entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden. Für Dioxine gibt es für den Wirkungspfad Boden-Pflanze hingegen keinen rechtsgültigen Beurteilungswert. Zum Schutz vor Belastungen, die den Menschen „direkt“ über den Boden – beispielsweise wenn spielende Kinder Bodenmaterial über den Mund aufnehmen oder einatmen – treffen können, sind abgestufte Maßnahmenwerte für Kinderspielflächen, Wohngebiete, Park- und Freizeitanlagen oder Industrie- und Gewerbeflächen abgeleitet worden. Für PCB (Summe der 6 PCB) sind für diese Nutzungskategorien hingegen „nur“ Prüfwerte festgelegt worden, bei deren Überschreitungen im Einzelfall weitere Untersuchungen und Prüfungen erfolgen müssen. Kinderspiel - flächen Wohn- gebiete Park-und Freizeit- anlagen Industrie-und Gewerbe- grundstücke Maßnahmenwert Dioxine/Furane [ng I-TEq/kg Boden] [1] 100 1.000 1.000 10.000 Prüfwert PCB 6 [2] (PCB 28,52,101,138,153,180) [µg/kg Boden] 0,4 0,8 2 40 Wie hoch ist die Konzentration an Dioxinen und PCB in Pflanzen und Furane? Dioxine und Furane finden sich in Spurenmengen überall in der Umwelt. Diese organischen Substanzen werden von Pflanzen in der Regel kaum über ihre Wurzeln aufgenommen, können sich aber u.a. in der wachshaltigen Oberschicht von Pflanzen anreichern, wenn sie über die Luft oder durch äußerliche Verschmutzungen mit belastetem Bodenmaterial auf die Pflanzenoberfläche gelangen. Der Mensch nimmt diese Giftstoffe mit dem Verzehr von Nahrungspflanzen in den Körper auf. Zahlreiche Untersuchungen haben ergeben, dass Grünkohl auf Grund seiner guten _______________________________________ [1] Summe der 2,3,7,8-TCDD-Toxizitätsäquivalente nach NATO/CCMS [1] Soweit PCB-Gesamtgehalte bestimmt werden, sind die ermittelten Messwerte durch den Faktor 5 zu dividieren. Anströmbarkeit, seiner großen Blattoberfläche und seiner ausgeprägten Wachsschicht als guter Sammler, insbesondere von Dioxinen und Furanen und anderen organischen Verbindungen geeignet ist. Das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz betreibt in NRW 14 Messstellen im Rahmen des Wirkungsdauermessprogramms sowohl in Ballungsgebieten wie auch in ländlichen Regionen. Dort wird u.a. Grünkohl jährlich zwischen August und November nach Standardverfahren in Pflanzbehältern exponiert (Richtlinie VDI 3957 Blatt 4) und auf Schadstoffgehalte untersucht. Aus den ermittelten Werten der jeweils letzten 10 Jahre werden nach Richtlinie VDI 3857 Blatt 2 die sogenannten Orientierungswerte für den maximalen Hintergrundgehalt (OmH) berechnet. Messwerte, die den OmH abzüglich der Standardunsicherheit des Verfahrens überschreiten, werden als Hinweis auf eine vorliegende Immissionsbelastung durch die untersuchte Substanz gewertet (Richtlinie VDI 3857 Blatt 2). Aktuelle OmH können dem LANUV-Fachbericht 114 (LINK) entnommen werden. Für PCDD/F in pflanzlichen Lebensmitteln gibt es einen EU-Auslösewert von 0,30 ng TEQ/kg FM (Empfehlung der EU-Kommission vom 11.09.2014 zur Änderung des Anhangs der Empfehlung 2013/711/EU zur Reduzierung des Anteils von Dioxinen, Furanen und polychlorierten Biphenylen in Futtermitteln und Lebensmitteln). Dieser Auslösewert ist nicht toxikologisch abgeleitet. Er dient als Anregung zur Ursachenfindung von Quellen, mit dem Ziel, diese zu identifizieren und Maßnahmen zur Reduzierung oder Beseitigung der Quellen zu veranlassen. Auch für die dioxinähnlichen PCB (dl-PCB) ermittelt das LANUV jährlich neue Orientierungswerte für den maximalen Hintergrundgehalt (OmH) in Nahrungspflanzen; insbesondere Grünkohl (nach Richtlinie VDI 3857 Blatt 2). Messwerte, die den OmH abzüglich der Standardunsicherheit des Verfahrens überschreiten, werden als Hinweis auf eine vorliegende Immissionsbelastung durch die untersuchte Substanz gewertet (Richtlinie VDI 3857 Blatt 2). Aktuelle OmH können dem LANUV-Fachbericht 114 (LINK) entnommen werden Für dl-PCB in pflanzlichen Lebensmitteln gibt es zudem einen EU-Auslösewert von 0,10 ng TEQ/kg FM (Empfehlung der EU-Kommission vom 11.09.2014 zur Änderung des Anhangs der Empfehlung 2013/711/EU zur Reduzierung des Anteils von Dioxinen, Furanen und PCB in Futtermitteln und Lebensmitteln). Dieser Auslösewert ist nicht toxikologisch abgeleitet. Er dient als Anregung zur Ursachenfindung von Quellen, mit dem Ziel, diese zu identifizieren und Maßnahmen zur Reduzierung oder Beseitigung der Quellen zu veranlassen. Wie sind die Konzentrationen an Dioxinen und dl-PCB in Pflanzen und Furane zu beurteilen? Falls eine gesundheitliche Bewertung ermittelter Konzentrationen von Dioxinen, Furanen und dioxinähnlichen PCB in Nahrungspflanzen erforderlich wird, kann hierzu der sogenannte TWI der EFSA herangezogen werden. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA 2018) hat als gesundheitsbezogenes Bewertungskriterium für Dioxine, Furane und dioxinähnliche PCB (dl-PCB) einen TWI-Wert (Tolerable Weekly Intake) in Höhe von 2 pg WHO-TEQ pro kg Körpergewicht und Woche abgeleitet. Dieser TWI-Wert basiert im Wesentlichen auf Daten aus Humanstudien, gestützt durch Daten aus Tierversuchen. Als kritischer Effekt wird von der EFSA die Qualität der Spermien junger Männer nach prä- und postnataler Exposition angegeben.

Untersuchung des Wirkungsgrades von Einphasen Betriebskondensator Asynchronmaschinen bei kostengünstigen Varianten der Drehzahlstellung

Das Projekt "Untersuchung des Wirkungsgrades von Einphasen Betriebskondensator Asynchronmaschinen bei kostengünstigen Varianten der Drehzahlstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Graz, Institut für Elektrische Antriebstechnik und Maschinen durchgeführt. Energiesparen und Energieeffiziente Systeme sind aufgrund der Kyoto-Beschlüsse von 1997 und verschiedener EU-Programme wie z.B. der EU-Richtlinie 'Energy Using Products' (EUP) von steigender Bedeutung. Dabei sollen nicht nur die Großverbraucher und die Industrie, sondern auch die Haushalte einen entsprechenden Beitrag leisten. Einphasen-Asynchronmotoren werden aufgrund der Robustheit und des geringen Kaufpreises sehr häufig vor allem dort eingesetzt, wo ein Antrieb mit konstanter Drehzahl laufen soll. Im Haushalt sind typische Anwendungsbereiche z.B. die Pumpen und Lüfter im Heizungsbereich. Laut der 'Wilo-Herbstkampagne: Mit Hocheffizienz gegen CO2' ist eine ungeregelte Heizungspumpe mit 605kWh/Jahr nach dem Elektro-Herd mit 876kWh/Jahr der zweitgrößte Verbraucher im Haushalt. Bei ungeregelten Heizungspumpen läuft die Pumpe mit konstanter Drehzahl, die Fördermenge wird über meist elektrisch betätigte Stellventile verändert. Dies ist in höchstem Grade ineffizient. Eine Verbesserung kann erreicht werden, indem auf die Stellventile verzichtet und die Drehzahl der Pumpe entsprechend der gewünschten Fördermenge verändert wird. Im vorliegenden Forschungsgebiet werden die Konzepte Phasenanschnittsteuerung, Schwingungspaketsteuerung (als Voll- oder Halbschwingungssteuerung ausgeführt) und Erweiterte Schwingungspaketsteuerung (Halbwellensteuerung mit der Möglichkeit eine Halbschwingung umzupolen) hinsichtlich des dabei erzielbaren Wirkungsgrades untersucht.

E3ON: Effiziente elektrische Energiespeicher für den öffentlichen Nahverkehr

Das Projekt "E3ON: Effiziente elektrische Energiespeicher für den öffentlichen Nahverkehr" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Graz, Institut für Elektrische Messtechnik und Messsignalverarbeitung durchgeführt. Die Hybridisierung von im öffentlichen Nahverkehr eingesetzten Fahrzeugen bietet die Möglichkeit signifikanter Treibstoff- und Emissionsreduktionen, da die Fahrzyklen gut vorhersehbar sind und häufige Brems- und Beschleunigungsvorgänge enthalten (Start-Stopp Betrieb). Der Einsatz verfügbarer elektrochemischer Speicher (Batterien, Ultracaps) zur Zwischenspeicherung der Bremsenergie ist zwar möglich, jedoch können die geforderten Leistungen bzw. die gewünschte Lebensdauer nur mit großem finanziellen Aufwand bzw. starker Überdimensionierung des Energiespeichers erreicht werden. Im Gegensatz zu den elektrochemischen Speichern bieten Flywheel-Speicher das Potenzial, eine hohe Leistungsdichte mit einer hohen Energiedichte zu verbinden. Durch den Einsatz moderner (Verbund-)Materialien sowohl im Schwungrad selbst wie auch in den Lagern können Flywheel-Speicher sehr kompakt und leicht gebaut werden. Außerdem erreichen sie bereits mit heute verfügbarer Lager-Technologie eine im Vergleich zu modernen Batteriesystemen deutlich erhöhte Lebensdauer. In dem Projekt E3ON soll die Realisierbarkeit von kompakten Flywheel-Speichern unter den in öffentlichen Nahverkehrsfahrzeugen gegebenen Rahmenbedingungen untersucht werden: Gemeinsam mit potenziellen Kunden (siehe beiliegende LOI) werden für Schienenfahrzeuge und Hybridbusse typische Lastprofile sowie extern auftretende mechanische Belastungen (Vibrationen, Fliehkräfte, ...) spezifiziert. Auf deren Basis werden die Hauptkomponenten des Systems (Schwungmasse und Lagerung, Motor/Generator, Umrichter) theoretisch und experimentell in Bezug auf Lebensdauer und Sicherheitsaspekte untersucht. Das Ergebnis der Forschungsarbeiten sind Realisierungsvorschläge für die einzelnen Komponenten sowie eine erste Abschätzung der unter den gegebenen Randbedingungen erreichbaren Lebensdauer und der Kosten. Daraus können die wichtigsten Parameter eines im Rahmen eines Folgeprojekts zu realisierenden Prototyps bzw. Vorseriengeräts abgeleitet werden, wobei speziell der erreichbare Wirkungsgrad (round-trip efficiency), der speicherbare Energieinhalt, die aufnehmbare bzw. abgebbare elektrische Leistung, die erreichbare Lebensdauer und der zu erwartende Preis von Interesse sind. Zusätzlich können die Projektergebnisse zur Beurteilung der Realisierbarkeit von noch weiter miniaturisierten Flywheel-Speichern herangezogen werden. Derartige Speicher eignen sich zum Einsatz in Hybrid- und Elektrofahrzeugen des zukünftigen Individualverkehrs.

Teilvorhaben: Entwicklung eines Zwischenkreiskondensators für automotive Anwendung

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines Zwischenkreiskondensators für automotive Anwendung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ftcap GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Projektes LASiC soll eine anwendungsoptimierter Hochspannungs-Aluminium-Elektrolyt-Kondensator und ein Hochtemperatur Filmkondensator für automotive Anwendung entwickelt werden. Diese sollen für 700-800 V (Elko) und 125 Grad Celsius (FiKo) mit 8000 h Lebensdauer aufweisen können. Ein Zwischenkreiskondensator ist dabei ein elektrischer Kondensator in dem Zwischenkreis von Umrichtern. Seine Aufgabe ist die energetische Verkopplung mehrerer elektrischer Netze miteinander auf einer gemeinsamen Gleichspannungsebene. Der Zwischenkreiskondensator ist für das Projekt von zentraler Bedeutung, da ohne ihn kein Projekterfolg möglich wäre. Die Innovation besteht darin, die Arbeitsspannung der Elektrolyt Kondensatoren von derzeit 600-700 V auf 700-800 V anzuheben, bzw. die Temperaturbelastbarkeit der Film-Kondensatoren von 105 Grad Celsius auf 125 Grad Celsius zu steigern und dabei das Ziel von 8000 h Lebensdauer des Bauteils zu erreichen.

Teilvorhaben: Systemdienstleistungen mit Energiespeichern

Das Projekt "Teilvorhaben: Systemdienstleistungen mit Energiespeichern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie durchgeführt. Ziel des Gesamtvorhabens ist die Erforschung, Erprobung und Bewertung von innovativen Stromrichterfunktionalitäten, die zu einer Erhöhung der Netzstabilität und Übertragungskapazität von Verteilnetzen beitragen können. Dies umfasst optimierte leistungselektronische Netzschnittstellen und verteilte robuste Speicherlösungen. Ziel dieses Teilvorhabens ist die Erweiterung bestehender Speicherlösungen, um zusätzliche Netzdienstleistungen wirtschaftlich anbieten zu können. Dies beinhaltet im Besonderen zwei Kernziele. Zum einen die Ertüchtigung der benötigten leistungselektronischen Komponenten, um Zusatzfunktionen zur Stabilisierung des Netzes bereitstellen zu können. Zum anderen die Evaluierung neuartiger Lithium-Ionen-Kondensatoren auf ihre Eignung für den Einsatz in stationären Energiespeichern. Innerhalb dieses Teilvorhabens werden zunächst System- und Topologiestudien durchgeführt, um die wirtschaftlich und technisch geeignetste Aufbaukonfiguration zu ermitteln. Die Bewertung erfolgt anhand zuvor definierter Referenzeinsatzszenarien. Zur Erprobung und Bewertung dieser Technologien wird ein Demonstrator eines LI-Kondensator-Speichers aufgebaut. Dieser umfasst neben den Speicherzellen auch ein Energiemanagementsystem und eine auf Netzdienstleistungen optimierte leistungselektronischen Schnittstelle. Dieser wird zunächst separat in einem Prüffeld messtechnisch charakterisiert. Anschließend wird dieser Energiespeicher in einen der innerhalb des Gesamtprojekts aufgebauten Systemdemonstratoren integriert und erprobt. Die anderen Arbeitsschwerpunkte des Gesamtvorhabens konzentrieren sich vorrangig auf regelungstechnische Fragestellungen. Am Gesamtdemonstrator werden die einzelnen Arbeitsstränge zusammengeführt, so dass die neuen Regelverfahren auch an dem LI-Kondensatorspeicher erprobt werden können. Die Arbeiten bilden die Basis für die Ableitung von Anforderungen an zukünftige Grid-Codes und Netzanschlussrichtlinien.

Teilvorhaben 1: Konzeptentwicklung und Planung einer Pilotanlage für das Recycling von Tantal

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Konzeptentwicklung und Planung einer Pilotanlage für das Recycling von Tantal" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC), Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie (IWKS) durchgeführt. Das Übergangsmetall Tantal ist ein Element mit zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten in der modernen Technik. Sein sehr hoher Schmelzpunkt von ca. 3000 °C und seine Korrosionsbeständigkeit machen es zu einem begehrten Werkstoff in der chemischen Industrie und der Medizintechnik. Das Hauptanwendungsgebiet liegt jedoch im Bereich Elektronik. Als namensgebender Bestandteil in Tantal-Kondensatoren ermöglicht das Übergangsmetall durch seine besonderen elektrischen Eigenschaften die Konstruktion von Bauteilen, die bei geringem Volumen eine sehr hohe elektrische Kapazität besitzen. Der Einsatz von Tantal-Kondensatoren erlaubt deshalb die Miniaturisierung von Elektrogeräten. Allerdings erfolgt die Förderung von Tantal zu erheblichen Teilen aus der politisch instabilen 'Große-Seen-Region' in Afrika und der Tantal-Abbau wird hier teilweise zur Finanzierung von kriegerischen Auseinandersetzungen genutzt. Deshalb wird dieses Tantal von der US-Börsenaufsichtsbehörde SEC als konfliktfördernd eingestuft. Um unbedenkliches Tantal verwenden zu können, muss entsprechend zertifiziertes - wie z.B. durch die OECD und die Conflict-Free Sourcing Initiative - erworben werden. Außerdem liegt die Recyclingquote von Tantal aus Altgeräten bei unter einem Prozent, da es auf dem herkömmlichen Kupferrecyclingweg verloren geht. Das Projekt IRETA, 'Entwicklung und Bewertung innovativer Recyclingwege zur Rückgewinnung von Tantal aus Elektronikabfällen', das mit rund 700.000 Euro im Rahmen der 'KMU-Innovationsoffensive Ressourcen- und Energieeffizienz' des BMBF gefördert wird, erforscht deshalb Recyclingwege, bei denen vollkommen neue Prozesswege im Zusammenhang mit Tantal zur Anwendung kommen. Dadurch soll eine Sekundärproduktion aufgebaut werden, die den Importbedarf von Tantal entsprechend senken wird. Dies bringt ökonomische Vorteile für die Industrie und trägt entscheidend zur Versorgungssicherheit Deutschlands bei. Der geplante Recyclingweg startet damit, dass die Tantal-Kondensatoren über eine optische Erkennungssoftware auf den Platinen von Elektroaltgeräten identifiziert und anschließend vollautomatisch demontiert werden. Anschließend folgt eine mechanische Aufbereitung der Kondensatoren zu einem Pulver. Mit drei verschiedenen innovativen Recyclingwegen, die auf chemischem Transport, funktionalisierten Nanopartikeln und elektrochemischer Abscheidung basieren, wird das Tantal aus diesem Pulver in Reinform wiedergewonnen. Eine vergleichende Bewertung der Recyclingwege unter ökonomischen und ökologischen Aspekten soll Aufschluss darüber geben, welcher dieser drei Prozesse für den Aufbau einer Pilotanlage infrage kommt.

Erforschung neuer hoch dielektrischer Polymerfolien für Leistungskondensatoren erhöhter Energiedichte und reduzierter Baugröße

Das Projekt "Erforschung neuer hoch dielektrischer Polymerfolien für Leistungskondensatoren erhöhter Energiedichte und reduzierter Baugröße" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Brückner Maschinenbau GmbH durchgeführt. Brückner wird anhand von den gestellten Anforderungen an die Applikationen mit den beteiligten Projektpartnern geeignete Folienrohstoffe selektieren und auf deren Verstreckbarkeit testen. Zur spezifizierten Auswahl kommen Laborextrusion und Laborreckrahmen zum Einsatz. Die gewonnen Erkenntnisse werden anschließend auf die Pilotanlage von Brückner übertragen um Rollenware für die Kondensator-Herstellung zu produzieren. Die so hergestellten Folien gehen dann an die Projektpartner Electronicon, wo die Folie metallisiert werden und anschließend in der Gesamtvorhabensbeschreibung genannten Kondensatoren verbaut werden. Diese Kondensatoren gehen dann in die Endanwendungstest zu Siemens. Diese Vorgehensweise des Projektes bildet die gesamte Herstellungskette von der Entwicklung der Nanopartikelcompounds und/oder Polymercompounds über die Folienentwicklung, des Kondensatorbaus bis hin zur Endanwendung in HGÜs ab.

Erforschung großer Folienkondensatoren für Umrichter in der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung, deren Baugröße und Wärmeentwicklung durch neuartige Polymer-Verbundfolien unter Zugabe keramischer Nanopulver oder verlustarmer Polymere reduziert werden

Das Projekt "Erforschung großer Folienkondensatoren für Umrichter in der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung, deren Baugröße und Wärmeentwicklung durch neuartige Polymer-Verbundfolien unter Zugabe keramischer Nanopulver oder verlustarmer Polymere reduziert werden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Umrichterstationen für die effiziente Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) zur Netzanbindung regenerativer Energieerzeuger wie z.B. Windenergieanlagen benötigen zum stabilen Betrieb umfangreiche kapazitive Ladungsspeicher. Polypropylen-Folien sind dafür das bewährte Kondensator-Dielektrikum. Um den Bedarf der Umrichter an Stellfläche und Klimatisierung auf See und zu Land zu reduzieren, untersucht das Teilvorhaben Herstellungs- und Einsatzbedingungen neuartiger Polymer-Verbund-Dielektrika. Angestrebt werden serientaugliche Verfahren zur Steigerung der elektrischen Energiedichte und zur Senkung der dielektrischen Verluste der Kondensatorfolien. Die Bauteile werden unter anwendungsnahen Bedingungen getestet und bei Erfolg nach Ablauf des Vorhabens weiter entwickelt. Einfache Metalloxide, die als Pulver dem Polymer zugemischt werden, haben das Potential, die Dielektrizitätskonstante des Verbundmaterials und die im Kondensator speicherbare Ladungsmenge bei geringem Füllgrad merklich zu steigern, wenn die Partikelgröße bei wenigen 10 nm liegt und die Partikeloberflächen durch geeignete Liganden chemisch funktionalisiert sind. Die Verlustwärme des Bauteils soll dagegen durch Polymer-Zumischungen reduziert werden. Es werden prozesstechnische Machbarkeit, grundlegende festkörperphysikalische Wirksamkeit und das Verhalten im Umrichter untersucht. Im Hinblick auf spätere Serientauglichkeit werden prozesstechnische Alternativen nach industrieller Verfügbarkeit von Rohstoffen und Verfahren priorisiert. Versuchsplanung und Bauteilkonzepte werden kontinuierlich zum Projektfortschritt auf den Entwicklungsstufen: Folien-Rohmaterial, Folie und Kondensator durch optische, mechanische, thermische und elektrische Messtechnik unterstützt.

Innovativer Folien-Kondensator

Das Projekt "Innovativer Folien-Kondensator" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ELECTRONICON Kondensatoren GmbH durchgeführt. Das Teilvorhaben der ELECTRONICON Kondensatoren GmbH wird Forschungsarbeiten an der praktischen Umsetzung in der prototypischen Fertigung und Validierung der erzielten Leistungsparameter umfassen. Zur Erhöhung der Erfolgschancen werden ausgehend von dem bewährten Material Polypropylen drei, sich ergänzende, massentaugliche technische Ansätze für neuartige Kondensatorfolien gewählt: Blend-Route, Nano-Route sowie Recktechnische Route. Elekcronicon wird hier jeweils auf den erreichten Vorergebnissen aufsetzen um erstmals die Herstellung innovativer Demonstrator-Bauteile vornehmen. Ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt bildet die Ermittlung des passenden Metallisierungssystems. Es werden die neuartigen Folien erstmalig mit verschiedenen ebenfalls neuartigen Metallisierungssystemen als Ausgangswerkstoff für innovative Folienkondensatoren beschichtet. prototypische Muster fertigen die jeweils in einem vierphasigen Ansatz validiert werden: ' Materialanalyse ' Überprüfung elektrischer Merkmale nach IEC 61071 ' Überprüfung der Teilentladungsfreiheit und Isolationsspannung ' Prüfung des Gesamtsystems (Kondensator) In enger Kooperation mit den Verbundpartnern sind die Eigenschaften des Ausgansmaterials zu untersuchen und die Designregeln für den neuartigen Fertigungsprozess zu erforschen. Die Oberflächenbeschaffenheit und Maßnahmen zur Passivierung dienen als Basis der Material- und Verarbeitungstechnologie für den weiteren Prozess der Kondensatorfertigung. Es sind verfügbare Metallisierungssysteme mit den Komponenten Al und Zn für diese neuartigen Folien zu erforschen, um die weitere Verarbeitbarkeit sicherzustellen. Für den technologischen Prozess der Kompaktierung sind die neuen erforderlichen Prozessparameter zu ermitteln. Die so hergestellten Kondensatorwickel aus neuartigem Material werden in Gehäuse montiert. Die dann komplettierten neuartigen Prototypen werden messtechnisch weiter validiert, z.B. Verlustfaktor, Lebensdauerprüfung etc.

Innovativer Folienkondensator für Umrichterstationen der Hochspannungsgleichstromübertragung insbesondere zur Technologieverbesserung der Anbindung von Off-Shore-Windanlagen

Das Projekt "Innovativer Folienkondensator für Umrichterstationen der Hochspannungsgleichstromübertragung insbesondere zur Technologieverbesserung der Anbindung von Off-Shore-Windanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Department Maschinenbau, Lehrstuhl für Kunststofftechnik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung der Herstellungs-, Einsatz- und Verwertungsbedingungen großer Folienkondensatoren für die Gleichstrom-Übertragung, durch Einsatz neuartiger Polymerfolien als Dielektrikum, zur Erhöhung der Energiedichte und zur Senkung der Eigenerwärmung. Vom Lehrstuhl für Kunststofftechnik (LKT) werden hierfür im Labormaßstab Folienmaterialien hergestellt, charakterisiert und zu Folien weiterverarbeitet. Zur Materialherstellung werden die Ansätze alternativer Polymermischungen ('Blends') und mit anorganischen, nanoskaligen Füllstoffen versetzte Kunststoffe ('Nano-Compounds') verfolgt. Beide Routen gilt es hinsichtlich der erreichten Zieleigenschaften und Anwendungstauglichkeit zu charakterisieren, zu optimieren und Wechselwirkungen entlang der Prozesskette aufzudecken. Konkret werden zunächst verschiedene Konzepte zur Einarbeitung der Füllstoffe im Doppelschneckenextruder verfolgt. Die Materialien werden dann hinsichtlich Homogenität, Füllstoffverteilung und (di)elektrischen Zieleigenschaften charakterisiert. Zudem werden die Blends/Compounds zu Folien weiterverarbeitet. An den Folien erfolgen thermische, mechanische, rheologische und (di)elektrische Untersuchungen. Zudem werden die Morphologie und Oberflächenbeschaffenheit geprüft, um ggf. Rückschlüsse auf eine Metallisierbarkeit zu ziehen. Das Zielmaterial wird dann aus dem Labor in einen seriennahen Prozess im großtechnischen Maßstab überführt.

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