Das Projekt "Analyse und Ueberwachung von Radionukliden und toxischen Elementspuren in der Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung mbH, Institut für Strahlenschutz durchgeführt. Entwicklung, Verbesserung, Anpassung und Erprobung von Verfahren zur Bestimmung von Alphastrahlern und anderen Radionukliden in Luft, Wasser, Bewuchs, Boden und Nahrungsmitteln. Ueberwachung von Alpha-Strahlern, insbesondere Transuranen, in Abluft, Primaer- und Abwasser kerntechnischer Anlagen (mit BGA). Messung des natuerlichen Untergrundes einzelner Radionuklide in Luftstaub und Niederschlag (teilweise mit Usaec). Ausscheidungsanalyse von Radionukliden bei Stoffwechseluntersuchungen an Kleinkindern (mit Kinderklinik der Uni Muenchen). Ueberwachung von Elementspuren in Luftstaub durch Atomabsorptions-, Aktivierungs- und Elektroanalyse sowie Ir-Spektroskopie. Bestimmung von Nullpegel- und Intoxikationsgehalten an Pb und cd in Schlachtrindern zur Festlegung von Toleranzwerten (mit Institut fuer Nahrungsmittelkunde der Uni Muenchen) sowie in Zaehnen (mit Zahnklinik der Uni Muenchen). Ueberwachung von PO-210 in verschiedenen Nahrungsmitteln. Abgabe toxischer Elemente aus Gebrauchsgeschirr.
Das Projekt "IBÖ-07: VarroBeeat - Eine nicht-invasive Echtzeit-Diagnose der Varroose für die Praxis auf Basis einer elektrochemischen Analyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Siegen, Department Chemie und Biologie, Institut für Biologie, Abteilung Organismische Biologie durchgeführt. Mit unserem innovativen Ansatz einer nicht-invasiven Echtzeit-Diagnose der Varroose wollen wir das wichtige Teil-Ökosystem Biene unterstützen. Auf Basis von Einzel-Brutzellen werden dem Imker Daten zum aktuellen Varroamilbenbefall zur Verfügung gestellt. Dadurch ergeben sich ganz neue Ansätze für eine gezielte Bekämpfung der Varroamilbe und somit eine Reduzierung von ausgebrachten chemischen Stoffen zur Bekämpfung. Die Varroamilbe wird als Hauptverursacher für das weltweite Bienensterben verantwortlich gemacht. Sie schädigt die Bienen und deren Larven auf vielfältige Weise. Saugen die Milben an den Fettkörpern der Bienenlarven, sind diese beim Schlupf bereits geschwächt und leichter als nicht befallene Larven. Wir streben ein zellenbasiertes und für die Bienen nicht-invasives Diagnoseverfahren an, das bereits früh im Bienenjahr und während der gesamten Vegetationsperiode eingesetzt werden kann, und die Anzahl der Zellen mit Varroamilben im sensierten Bereich der einzelnen Waben erfasst. Es ist somit eine echte Innovation und ein praxistaugliches, zuverlässiges Werkzeug für eine schonende und nachhaltige Behandlung der Bienen. Als innovativer Weg zur zuverlässigen Erfassung der Varroamilbe in den Brutzellen nutzen wir ein natürliches Verhalten der Milbe in ihrem Fortpflanzungszyklus aus. Das Sensorkonzept basiert auf einem bekannten und mittlerweile in Medizin und Industrie etablierten Verfahren der elektrochemischen Analyse. Mit unserem Verfahren ergeben sich ganz neue Ansätze für eine gezielte Bekämpfung der Varroamilbe und somit eine Reduzierung von ausgebrachten chemischen Stoffen zur Bekämpfung. Auch ganz neue Ansätze bezüglich der einzusetzenden Stoffe oder der Entwicklung von Resistenzen sind denkbar. Unter Berücksichtigung der Interaktion Biene, Imker und Technik soll zukünftig eine praxistaugliche kostengünstige Systemelektronik mit einem APP-Interface (Smartphone) für die Echtzeitdiagnose der Varroose entstehen.
Das Projekt "Graphene in LiBZ - Einsatz von Graphenen in der Energietechnik - Lithiumbatterien und Brennstoffzellen -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Fachrichtung Physikalische Chemie durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes 'Einsatz von Graphenen in der Energietechnik - Lithiumbatterien und Brennstoffzellen - LiBz'. Teilprojektziel ist die Herstellung und Charakterisierung von Brennstoffzellenkatalysatoren auf Graphenmaterialien. Herstellung von Precursorschichten unter Verwendung von kommerziellen sowie vom Projektpartner MPI-P hergestellten Graphenen. Optimierung der Auftragungsmethode mit Charakterisierung der Precursorschicht (in Zusammenarbeit mit UDE-EP). Herstellung von Modellelektroden, Elektrochemische Katalysatorherstellung und Optimierung der Abscheideparameter, Elektrochemische Analysen, strukturelle Analysen in Zusammenarbeit mit UDE-EP, Verfahrensupscaling auf 50 cm2 MEAs (einseitige und vollständige MEAs) mit elektrochemischen und strukturellen Analysen in Zusammenarbeit mit UDE-EP und UDE-ET. Testung der MEAs und Untersuchung der Katalysatoralterung in Zusammenarbeit mit UDE-EP und UDE-ET.
Das Projekt "Teilvorhaben A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme e.V. durchgeführt. Das Projektkonsortium arbeitet gemeinsam an der Definition und Standardisierung von Messungen physikalischer Parameter, insbesondere elektrischer Leitfähigkeiten an graphitischen und metallischen Bipolarplatten in Niedertemperatur- und Hochtemperatur-Anwendungen in Brennstoffzellensystemen. Gleichzeitig wird eine Messvorschrift erstellt und ein geeigneter Einzelmessplatz entwickelt. Das DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme übernimmt die Funktion des Koordinators des Verbundprojektes und fungiert als direkter Ansprechpartner für die Förderinstitution. Zudem werden wissenschaftliche Aufgaben durchgeführt. Hier kommen beim DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme in-situ Messungen im NT- und/oder HT-Einzelzellenteststand inklusiver elektrochemischer Charakterisierung mit nachgelagerten post mortem Analysen, z.B. Oberflächenuntersuchungen mit bildgebenden Verfahren zum Einsatz. Für die Entwicklung einer geeigneten Messmethode zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit werden Messungen zur Ermittlung von Korrosionsströmen als Funktion der Elektrolytkonzentration und Temperatur bis 180 °C sowohl an graphitischen als auch metallischen Bipolarplatten durchgeführt. Außerdem erfolgen in-situ Messungen am NT- bzw. HT-Einzelzellenteststand unter möglichst realen Betriebsbedingungen für Brennstoffzellen, in denen über elektrochemische Messungen Kontakt- bzw. Übergangswiderstände bestimmt werden können. Anschließende post mortem Analysen mit bildgebenden Verfahren wie REM, Konfokalmikroskopie und AFM können dann mit den Leitfähigkeiten korreliert werden, um aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse die Entwicklung und den Aufbau eines Einzelmessplatzes zu begleiten. Durch Evaluierung technischer Optionen soll dann die spätere Umsetzung des Einzelmessplatzes in die laufende Fertigungsprozesskontrolle für Großserien vorbereitet werden. Unterstützend dazu erfolgt die Recherche nach Normen, Messtechniken und Vorschriften.
Das Projekt "Adsorption of hydrophobic organic compounds (HOC) to inorganic surfaces in aqueous solutions" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Forschergruppe Analytische Chemie, Arbeitsgruppe Instrumentelle Analytische Chemie durchgeführt. Adsorption of hydrophobic organic compounds (HOCs) to fully submerged inorganic surfaces is an important process both in the environment and in water analysis. Previous investigations have shown that HOCs have a strong affinity for glass, which can obscure subsequent data interpretation when the samples have been stored in glass vials. Surprisingly, this process has nevertheless received rather little attention in comparison with sorption to organic matter. Therefore, the prediction of adsorption of HOCs to inorganic surfaces submerged in water is still hardly possible. Consequently, our project aims at a better understanding of this adsorption process, which may yield important implications for analytical and environmental science. To that end, we will utilize a chemical probe concept where we select suitable compounds based on their physicochemical properties, incorporating typical HOCs such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) and specific derivatives of these that facilitate electrochemical in-situ detection. We will study the adsorption process in static and dynamic systems in dependence of parameters such as solution chemistry, surface chemistry and particle size of the solid. In addition, we want to utilize the unique capabilities of electrochemical analysis for the in-situ determination of concentration gradients in solution. Here, we will focus on a further refinement and implementation of scanning electrochemical microscopy (SECM) using ultramicroelectrodes that only recently has become available.
Das Projekt "Teilvorhaben: DLR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik durchgeführt. Dieses Projekt verfolgt die Demonstration und Optimierung eines reversiblen Elektrolyse Systems (Reversible Solid Oxide Cell, RSOC) in einem industriellen Umfeld zur Erzeugung nachhaltiger Energieträger für den Mobilitätssektor. Die bereits unter Laborbedingungen getestete und demonstrierte Reversibilität der Technologie soll unter Realbedingungen im Anlagenbetrieb demonstriert werden. Hierzu erfolgt die Integration und Optimierung einer RSOC in einem laufenden Anlagenbetrieb einer industriellen Power-to-Gas Anlage (Audi-e-gas-Anlage) am Standort Werlte. Daraus soll eine belastbare Aussage zum Technologiereifegrad (TR-Level) sowie Anknüpfungspunkte zur Weiterentwicklung und Optimierung künftiger Anlagengenerationen abgeleitet werden. Bisher erfolgte nur die Demonstration der prinzipiellen Technologiefähigkeit eines RSOC-Elektrolyse-Moduls lediglich im Inselbetrieb, jedoch noch nicht unter Realbedingungen. In diesem Vorhaben sollen zwei RSOC-Elektrolyse-Module in den Stoff- und Energiekreislauf einer industriellen Power-to-Gas-Anlage (PtG) eingebunden und im Langzeitbetrieb realitätsnah getestet werden. Um das elektrochemische Verhalten der im RSOC-System eingesetzten Stacks genauer zu untersuchen, werden baugleiche Stacks am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) in einem SOFC/SOEC-Prüfstand mit systemähnlichen Bedingungen betrieben. Dabei werden Stacks bei einer hohen Betriebsdauer jeweils im reinen Elektrolysebetrieb als auch im zyklischen reversiblen SOFC/SOEC-Betrieb getestet. Durch Vergleich der Anlagen- und Prüfstandsergebnisse am DLR mit denen im RSOC-System bei der AUDI AG (Audi) können sowohl die Degradationsvorgänge der Stacks besser verstanden als auch Handlungsempfehlungen zur weiteren Optimierung der Stacks und/oder des Systems abgeleitet werden.
Das Projekt "Themenverbund: Analytik Ruestungsaltlasten - Teilvorhaben 2: Untersuchungen zum Einfluss der Matrix" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Fakultät für Chemie und Mineralogie durchgeführt. Die erst nach 1990 der Oeffentlichkeit zugaengliche Ruestungsaltlast in Elsnig, RB Leipzig, ist Ausgangspunkt fuer eine moegliche Gefaehrdung des Trinkwassers im Grossraum Leipzig. Die RA Elsnig ist, verglichen mit anderen RA in Deutschland, hinsichtlich der Vielfalt und Menge der dort produzierten bzw. abgefuellten Sprengmittel und damit auch hinsichtlich der Vielfalt der Nebenprodukte und Metabolite exponiert. (In einigen Proben haben wir ueber 50 Einzelkomponenten identifiziert.) Deshalb war es notwendig, ueber die zu Beginn des Vorhabens verfuegbaren Analysenverfahren hinaus, neue bzw. ergaenzende Verfahren zu entwickeln und zu validieren. Dabei sollte insbesondere untersucht werden, ob und in welchem Masse die Elsniger Grundwassermatrix einen Einfluss auf die Richtigkeit des analytischen Ergebnisses ausuebt. Ein weiterer Schwerpunkt des Vorhabens waren Untersuchungen zur Leistungsfaehigkeit eines elektrochemischen HPLC-Detektors bei der Analyse der Realproben. Die wissenschaftlichen Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Verschiedene Verbindungen wie z.B. Hexyl, Hexogen, Octogen, Tetryl, Pikrinsaeure, Nitroglycerin, Nitrobenzoesaeuren lassen sich gaschromatographisch nicht oder nicht direkt erfassen. Mit der HPLC lassen sich prinzipiell alle Sprengmittel, Nebenprodukte und Metabolite trennen und detektieren. Dafuer werden die exp. Bedingungen angegeben. Der elektrochemische HPLC-Detektor ist eine wertvolle Ergaenzung zum UV-Detektor bei der Analyse von Realproben, ersetzt den UV-Detektor aber nicht. Fuer die extraktive Anreicherung aller Sprengmittel und relevanten Verbindungen aus Wasser muss bei 3 verschiedenen pH-Werten gearbeitet werden. Ein entsprechendes Extraktionsregime wurde erarbeitet. Die Elsniger Realwassermatrix beeinflusst bei der Festphasenextraktion die Wiederfindungsraten fuer eine Reihe von Substanzen erheblich. Bei der Fluessigextraktion ist dieser Einfluss wesentlich geringer.
Das Projekt "Identifizierung der Degradationsmechanismen in den AEL, PEMEL und HTEL Elektrolyseuren mit Hilfe von standardisierten chemischen und elektrochemischen Testprotokollen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Das Hauptziel der Arbeiten am DFI im Rahmen des Degrad-El3 Vorhabens besteht darin, die Degradationseffekte und -Mechanismen von Komponenten der AEL, PEMEL und HTEL Wasserelektrolyseure anhand von chemischen und elektrochemischen Testmethoden sowie Post-Test-Analysen zu bestimmen. Ein weiterer Schwerpunkt stellt die Erstellung von standardisierten Testprotokollen für AEL, PEMEL und HTEL Einzelzellen bzw. Short-Stacks in enger Abstimmung mit den Elektrolyseur-Herstellern bzw. weiteren H2Giga-Partnern dar. Nach Versuchsende werden relevante Komponenten der Elektrolyseure anhand von Post-Test-Analysen, wie u.a. XRD, REM/EDX/WDX, FTIR, Raman, XPS und ICPMS untersucht und typische Degradationserscheinungen wie Sintern, Agglomeration, Korrosion etc. näher identifiziert. Damit soll ein Katalog zur Materialdegradation für die verschiedenen Elektrolyseure und Materialien, die den Stand der Technik widerspiegeln, erarbeitet werden. Die Ergebnisse sollen für die genannten Elektrolyseur-Typen Lebensdauervorhersagen ermöglichen, die Entwicklung von optimierten Betriebsstrategien unterstützen und so den Technologieentwicklern wertvolle Erkenntnisse für das Scale-up und den Betrieb der jeweiligen Elektrolyseure liefern.
Das Projekt "ProHybrid - Produktionstechnik für hybride Festkörperbatterien mit Lithium-Metall-Anode" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Omron Electronics GmbH durchgeführt. Omron entwickelt im Rahmen des Teilvorhabens ein CT-System auf Basis bereits kommerziell erhältlicher Anlagen. Für einen Einsatz in der FKB-Produktion sind die Verbesserung der räumlichen Auflösung, die Reduktion von Messzeiten und die Befähigung von druck- und temperaturabhängigen elektrochemischen Analysen in der Messkammer notwendig. Dies bedingt erhebliche Modifikationen der Systemtechnik. Zudem sind softwareseitige Erweiterungen erforderlich.
Das Projekt "Teilvorhaben: Modellierung der Chlor-Alkali-Elektrolyse sowie anderer Prozesse und deren Bewertung hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und möglicher Hemmnisse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Energietechnik durchgeführt. Ziel des ChemEFlex-Projektes ist, die Lastmanagementpotenziale derzeitiger und zukünftiger elektrochemischer Verfahren in der chemischen Industrie zu bestimmen und wirtschaftlich zu bewerten. Im Teilvorhaben der TU Berlin übernehmen die Fachgebiete Dynamik & Betrieb technischer Anlagen (dbta), Technische Chemie Elektrokatalyse - Materialien (ECEMS), Energietechnik und Umweltschutz (ETUS), sowie Technische Chemie / Mehrphasen-Reaktionstechnik (TC-MR) wesentliche wissenschaftliche Analysen zur Chlor-Alkali-Elektrolyse (CAE) und zu alternativen elektrochemischen Verfahren. Untersucht werden die verfahrens- und reaktionstechnischen Anforderungen, wie auch die Wirtschaftlichkeit einer Umsetzung unter verschiedenen Marktszenarien. Von zentraler Bedeutung in diesem Forschungsvorhaben ist die CAE, mit Erhebung derer tatsächlichen technisch und wirtschaftlich realisierbaren Lastmanagementpotenziale. Aufbauend auf Laborergebnissen zur Dynamik und zum Degradationsverhalten der CAE im Lastwechselbetrieb entwickelt das Fachgebiet dbta ein mathematisch, physikalisches Modell. Mit diesem werden optimale Steuertrajektorien für einen flexibilisierten Betrieb ermittelt. Neben der CAE erheben die Fachgebiete ECEMS und TC-MR die erschließbaren Potenziale im lastflexiblen Betrieb für ausgewählte zukünftige elektrochemische Prozesse. Die ermittelten technischen Potenziale der betrachteten Verfahren werden vom Fachgebiet ETUS wirtschaftlich bewertet. Dabei werden die tatsächlichen Kosten einer Umsetzung erhoben und optimale Vermarktungsstrategien entwickelt. Anschließend erfolgt eine gesamtwirtschaftliche Bewertung der ermittelten Potenziale durch den Vergleich mit anderen Flexibilitätsoptionen und Stromspeichern. Die Ergebnisse zur CAE werden über eine Machbarkeitsstudie validiert.
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| Bund | 36 |
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| Förderprogramm | 36 |
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