Das Projekt "Einsatz der anodischen Oxidation bei der Lebensmittelverarbeitung und in der Brauerei" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Biomedizinische Technik durchgeführt. An der Qualitaet des zur Herstellung und zur Verarbeitung von Lebensmitteln und Getraenken verwendeten Wassers muessen aus chemischer und mikrobiologischer Sicht hoechste Anforderungen gestellt werden. Die strengen Vorschriften der TVO und und der neuen EWG-Richtlinien genuegen oft nicht, um eine Kontamination durch pathogene Keime und Viren im Wasser beim Herstellungsprozess zu verhindern, wobei eine Schaedigung des Produktes oder eine gesundheitliche Beeintraechtigung des Konsumenten moeglich wird. Die anodische Oxidation spezifiziert in Stabgitterbuendelelektroden konnte als neues Wasserdesinfektionsverfahren aufgrund seiner in vielen Untersuchungen gestuetzten entkeimenden, viruseliminierenden und desodorierenden Wirkung durch Elektrodenentzug in diesen Bereichen eingesetzt werden, bzw. wurde in mehreren Faellen fuer Wasserdesinfektionsanlagen projektiert.
Das Projekt "Abgasreinigung in der elektrischen Entladung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Kiel, Institut für Elektrische Energietechnik durchgeführt. In Elektrodenanordnungen mit zwischengeschaltetem Dielektrikum koennen bei Anlegen einer hinreichend hohen Wechselspannung Entladungsvorgaenge eingeleitet werden, die zur Zersetzung des Gases fuehren (auf diese Art und Weise ist beispielsweise auch Ozon fuer die Trink- und Abwasseraufbereitung erzeugbar). Es ist naheliegend zu untersuchen, ob bei einer solchen Art von 'Stiller Elektrischer Entladung' auch Schadgase zersetzt werden koennen. Die Untersuchungen wurden mit NOx und SO2 durchgefuehrt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Elektroden auf Basis hochtransparenter PEDOT/PSS Schichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG durchgeführt. Für zahlreiche potentielle Photovoltaik-Anwendungen an Gebäuden, Fahrzeugen oder in der Landwirtschaft ist eine signifikante Transparenz der Solarmodule im sichtbaren Spektralbereich wünschenswert, wenn nicht Voraussetzung für eine erfolgreiche Umsetzung. Bestimmte organische Halbleiter sind in der Lage, infrarote Strahlung stark zu absorbieren und gleichzeitig sichtbares Licht fast vollständig zu transmittieren. Diese bemerkenswerte Eigenschaft ist der Schlüssel für die Realisierung organischer Solarmodule mit hoher visueller Transmission und homogenem Erscheinungsbild, d.h. ohne Lücken o.ä. Dazu müssen neben den organischen Absorbermaterialien auch neuartige Elektroden mit sehr spezifischen optischen Eigenschaften entwickelt werden. Das Ziel von Durchblick-PV ist die Entwicklung von organischer Photovoltaik, die unter Verwendung spezieller Absorbermaterialien und Elektroden hohe Wirkungsgrade und eine signifikante Transparenz im sichtbaren Spektralbereich aufweist. Dazu werden zunächst verschiedene organische Absorbermaterialien auf ihre optischen und elektrischen Eigenschaften hin getestet. Die am besten geeigneten Elektronen- und Lochtransportmaterialien werden im Zellstapel identifiziert und es wird von Beginn an die Langzeitstabilität der Bauteile untersucht. Für die Optimierung der elektrooptischen Eigenschaften der Solarzellen werden optische und elektrische Simulationen durchgeführt, da die Solarzellen als Dünnschichtsysteme komplexe Interferenzmuster aufweisen. So können schnell und effizient die erforderlichen Dicken der einzelnen Schichten bestimmt werden. Das optimierte Gesamtsystem wird dann zu großflächigen organischen Solarmodulen aufskaliert, auf Basis dieser Module Glaslaminate hergestellt und eine transparente Mock-up-Fassade realisiert. Diese neue Technologie soll anschließend in weiteren Projekten auf verschiedene Anwendungsszenarien hin optimiert werden, um langfristig Wertschöpfung und Arbeitsplätze in Deutschland zu sichern.
Das Projekt "Teilvorhaben: Recycling von Pt- und Ir-Abfallströmen aus Elektrolyseuren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG durchgeführt. Hauptziel des Verbundvorhabens 'H2Giga-TP-DERIEL - De-Risking PEM Elektrolyseur' ist der Aufbau und der Betrieb zweier Erlkönig Einzelmodulteststände auf Zielgröße für die Klärung von Degradationserscheinungen. Darüber hinaus wird der Aspekt des De-riskings im Bereich Aktivmaterialkosten und Verfügbarkeit durch die Gewährleistung einer Materialrückführbarkeit, sprich dem Recycling der Elektroden, erarbeitet. Heraeus' Arbeitspaketsziel ist die Reduzierung der Edelmetallkosten für die hochvolumige Anwendung der PEM (polymer electrolye membrane) Elektrolyse. Dies wird durch die Aktivitäten im Bereich des Recyclings von edelmetallhaltigen Abfallströmen aus End-of-Life Elektrolyseuren realisiert. Dementsprechend werden Recycling-Konzepte erarbeitet und noch während der Projektphase implementiert. Hauptaugenmerk liegt hierbei auf der Beprobung und der anschließenden Verarbeitung der Abfallströme. Dies beinhaltet, so haben Vorstudien ergeben, die Zerkleinerung und die Veraschung der Abfallströme. Der reproduzierbare quantitative Nachweis der Edelmetalle ist als zu erreichendes Ziel ausgeschrieben.
Das Projekt "Durchführung, Auswertung und Post-Test-Analysen von Langzeittests an Zellen und Short Stacks der Hochtemperaturelektrolyse (HTEL) im Rahmen des Degrad-EL3-Vorhabens." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ElfER Europäisches Institut für Energieforschung EDF-KIT EWIV durchgeführt. Die Themen des Vorhabens Degrad-EL3 zu den drei Elektrolysetechnologien AEL, PEMEL und HTEL im Innovationspool von 'H2Giga' umfassen 1. die Degradations-Analyse, 2. die Erarbeitung standardisierter Protokolle für Betrieb, Test und beschleunigte Alterung, 3. Dauertests und Materialuntersuchungen sowie Post-Test Diagnostik, 4. die Analyse von AEL-Elektroden durch Kombination von In-Operando und Ex-situ-Charakterisierungen, 5. parallelisierte Alterungsversuche an PEMEL Stapeln/Zellen und Lebensdauervorhersage mittels künstlicher neuronaler Netze, sowie 6. die Evaluierung des Einsatzes von Quanten-Computern zur AEL-Degradationsanalyse. Eifer führt im Rahmen vom Degrad-EL3 Thema 'Lebensdauer + Zelltests' Langzeit-Dauertests an HTEL Zellen und Zellenstapeln durch, sowohl mit in-situ Diagnostik, als auch mit extensiver Post -Test Diagnostik. Letztere erfolgt mit klassischen Methoden und mit fortgeschrittenen Synchrotron- Methoden. Eifer ist damit in den obigen Themenpunkten 1, 2 und 3 involviert. Die Degradationsprozesse werden zusammen mit denen der Niedertemperatur-Elektrolyseure klassifiziert, auch mit dem Ziel, zuverlässige Lebensdauervorhersagen zu gewinnen. Zellen und Zellenstapel (Short Stacks) werden von Kerafol bzw. Sunfire bereitgestellt (womit sich auch eine enge Verzahnung mit dem Vorhaben TP4a: HTEL - HTEL - Ready for Gigawatt ergibt). Die Tests erfolgen mit Elektrolytgestützten Zellen (ESC), mit Standardzellen und auch mit spezifisch für die Elektrolyse weiterentwickelten Zellen. Letztere sollen, unter Beibehaltung des thermodynamisch bedingt hohen Wirkungsgrades der HTEL, höhere Stromdichten bei ausreichender Stabilität ebenso ermöglichen wie eine Betriebsstrategie zur Kompensation der Degradation durch Temperaturanpassung. Letzteres impliziert, dass die Berücksichtigung der Degradationsphänomene im Betrieb sich deutlich von den entsprechenden Vorgehensweisen bei den Niedertemperaturelektrolysen unterscheiden können.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Skalierung poröser Elektroden für die Erzeugung von Wasserstoff in alkalischer Elektrolyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alantum Europe GmbH durchgeführt. Die Alkalielektrolyse (AEL), gilt als technisch recht ausgereifte Elektrolysetechnologie. Allerdings weist diese Technologie im Hinblick auf die Entwicklung und Erprobung eines AEL-Moduls im Industriemaßstab noch zahlreiche technologische Fragestellungen auf. Um zukünftig Märkte, wie die Stahlindustrie, Raffinerien und Chemieindustrie mit dieser Elektrolysetechnologie in MW-Maßstab bedienen zu können, ist die Weiterentwicklung der Elektrolysetechnologie und Fertigungstechnologien sowie die Konzeptentwicklung zur Verschaltung, Integration und den Betrieb großskaliger Elektrolyseanlagen ausschlaggebend. Das Verbundvorhaben AEL - Ready for Gigawatt adressiert den Entwicklungs- und Forschungsschwerpunkt genau auf diese Themen und trägt damit einen entscheidenden Beitrag zur Realisierung der Ziele der Nationalen Wasserstoffstrategie und damit verbunden zur Hochskalierung der Elektrolysetechnologie in den Megawatt-Maßstab bei. Im Rahmen des Projektes übernimmt Sunfire, als Elektrolyseurhersteller die Gesamtkoordination und bearbeitet gemeinsam mit Unternehmen aus der Industrie und Forschung Fragestellungen zur Industrialisierung der Elektrolyse. Alantum Europe GmbH ist für die pulvermetallurgische Entwicklung und Aufskalierung von Elektroden auf Basis von Metallschäumen Katalysatoren sowie deren Fertigungsprozess zuständig. Mittels pulvermetallurgischer Prozesse werden hocheffiziente Elektroden entwickelt und skaliert, um die Gesamtbetriebskosten der Wasserstofferzeugung der alkalischen Elektrolyse zu reduzieren. Im Zentrum der Arbeiten steht die Herstellung von skalierten Prototypen, welche ohne Edelmetalle eine möglichst niedrige Überspannung bei hoher Produktionsrate erlaubt. Hierfür wird die zur Verfügung stehende Oberfläche maximiert sowie ein Porengradient eingeführt, welcher den Massentransport innerhalb der Elektrode steigert. Die Ergebnisse werden umgehend abgeleitet und bewirken den Aufbau von Produktionsmitteln, um eine Großserienfertigung zu gewährleisten.
Das Projekt "Teilprojekt der FAU Erlangen-Nürnberg: Formamide als H2-Speicher- und Transportmedium von CO (Niedrig-Temperatur-Reverse-Water-Gas-Shift)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Department Chemie und Pharmazie, Anorganische und Analytische Chemie durchgeführt. Hauptziel von DERIEL ist der Aufbau und Betrieb zweier Erlkönig Wasserelektrolyseur-Einzelmodulteststände auf Zielgröße für die Klärung von Degradationserscheinungen und für das De-risking im Bereich Aktivmaterialkosten und Verfügbarkeit durch die Gewährleistung des Recycling der Elektroden, um in industrielle Prozessketten vorgelagert implementiert werden zu können. In Serie gefertigte Elektrolyseure finden nur dann eine breite Anwendung, wenn gleichzeitig ein Zugang zu unserer kohlenstoffbasierten Rohstoffumgebung unter Nutzung von CO2 als Kohlenstoffquelle eröffnet wird. Dieser Aspekt wird an der FAU und RWTH im AP3 erforscht. Darin soll die Anwendbarkeit von Formamiden als H2-Speicher und Transportmedium von CO gezeigt werden. Formamide sind direkt, d.h. ohne vorhergehende CO2-Abtrennung aus industriellen CO2-Aminwäschen, über katalytische Hydrierung der anfallenden Ammonium-Karbonate und -Carbamate mit Elektrolyse-Wasserstoff zugänglich (AP3.2 und AP3.3). Formamid (HCONH2 = CO-NH3) kann als hochdichtes Transport- und Speichermedium von H2 selbst und das meist gleichzeitig benötigte CO dienen (formal hat Formamid die dreifache CO-Dichte im Vergleich zu 200 bar komprimiertem CO). Da aus Formamid CO freigesetzt und das Amin in die CO2-Wäschen zurückgeführt werden kann, stellt es ein Vehikel für eine Niedertemperatur Reverse-Watergas-Shift-Reaktion dar (AP3.4). Die Chemie dieser Prozessfolge, wo Amine als Mediatoren dienen, ist 70 Jahre alt und besitzt eine potentiell hohe Energieeffizienz (TRL1), hat aber in einer fossil basierten Umgebung bis jetzt keine Anwendung gefunden. Für erneuerbare H2-Wertstoffströme ist die Fromamid-Route jedoch vielversprechend und stellt eine Schnittstelle zu 'Transportlösungen für Wasserstoff' dar. Grünes H2 und CO ermöglichen als sogenanntes Synthesegas den Zugang zu erneuerbar hergestellten Kohlenwasserstoffen im Höchstvolumenmaßstab (sh. z.B. PEARL Shell Fischer-Tropsch-Prozess, Qatar).
Das Projekt "Teilprojekt der RWTH Aachen: Alterungserscheinungen und Integration in Upstream- und Downstreamprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Aachen University, Aachener Verfahrenstechnik - Systemverfahrenstechnik durchgeführt. Als Scale-up Projekt innerhalb des Leitprojektes H2Giga befasst sich DERIEL mit der Risikominimierung (De-Risking) eines neu zu entwickelnden druckbehafteten Serien-PEM-Elektrolyseurs. Das Hauptziel von DERIEL ist der Aufbau und der Betrieb zweier Erlkönig Einzelmodulteststände auf Zielgröße für die Klärung von Degradationserscheinungen. In DERIEL werden neue druckbehaftete Module auf Basis Silyzer® 300 Technologie entwickelt. Für eine ausreichende Bereitstellung von authentischen Proben für die Klärung der Degradationsursachen werden zusätzlich zu den Einzelmodultestständen auf Zielgröße weitere Prüfstände auf der Größe 25 bis 300 cm2 mit Kurzzellstapeln bis zu 6 Zellen im Konsortium in enger Abstimmung der akademischen und industriellen Partner betrieben. Darüber hinaus wird der Aspekt des De-Riskings im Bereich Aktivmaterialkosten und -verfügbarkeit durch die Gewährleistung einer Materialrückführbarkeit, sprich dem Recycling der Elektroden, erarbeitet und in industrielle Prozessketten vorgelagert implementiert. Ein Digital Twin wird zur Analyse der umfangreichen Datenmengen aus dem Betrieb der Erlkönige und Laborteststände entwickelt und eingesetzt. Seitens der RWTH werden für reale und proprietäre Membran-Elektroden-Anordnungen von Siemens Energy Alterungs- und Degradationsphänomene erforscht und Methoden entwickelt, um diese zu charakterisieren. Dies leistet einen zentralen Beitrag zum De-Risking der Technologie im Megawatt-Maßstab und der Serienfertigung. Darüber hinaus wird Formamid als Speicher- und Transportmedium für Wasserstoff sowie potentielle Quelle von CO für folgende Prozessschritte zur Umwandlung in chemische Wertstoffe betrachtet. Schließlich wird als weiterer wesentlicher Bestandteil des De-Riskings das Potential des Elektrolyseurs für die Integration in künftige Wertschöpfungsketten untersucht.
Das Projekt "Teilvorhaben: Elektrodenmaterial- und Elektrodenbeschichtungsentwicklung unter Berücksichtigung einer Reduzierung des Iridiumgehalts" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG durchgeführt. Für die PEM Elektrolyse wird ein weltweit großes Marktwachstum innerhalb der nächsten 10 Jahre erwartet. Die PEM EL-Technologie birgt noch große Potentiale hinsichtlich der Anlageninvestitionskosten (EUR/kW) und Lebensdauer. Eine Reduzierung größer 50 % gilt als eine der Hauptvoraussetzungen für die wettbewerbsfähige Erzeugung von grünem Wasserstoff mittels PEM EL. Ein wesentlicher Beitrag wird der Stack-Technologie zugeschrieben, die die Kernkomponente einer Elektrolyseanlage darstellt. Ziel von StacIE ist die Weiterentwicklung der Stack-Technologie, sowohl auf Komponentenebene als auch auf Subsystemebene mit den Zielen höhere Effizienz (größer als 75 %), höhere Lebensdauer (größer als 80.000 h), geringere Herstellkosten sowie die Weiterentwicklung zu großserientauglichen Produktionsverfahren hin-sichtlich Baugrößen und Ausbringungsmenge (GW p.a.). Technologische Entwicklungsfelder sind dabei die Strukturierung der Bipolarplatte, die Herstellung besserer poröser Transportschichten (PTLs), Katalysatorbeschichtungen auf Membran oder PTL, korrosionsbeständige Schutzschichten und ein automatisierter Stack-Aufbau. Dazu wurde ein Konsortium mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft am Standort Deutschland gebildet. Die Partner weisen in elementaren Bereichen der Stack-Technologie ausgewiesene Kompetenz und Ressourcen zu Test und Produktion der Komponenten auf - und erfüllen somit eine Schlüsselfunktion für eine zukünftige Lieferkette in Deutschland. Im Ergebnis soll dieses Forschungsvorhaben dazu beitragen die Wettbewerbsfähigkeit des Standort Deutschlands in Bezug auf Technologie und Produktion von PEM Elektrolyse Stacks und dessen Komponenten zu stärken. Der Fokus von Heraeus liegt auf der Herstellung von Katalysatoren und der Elektrodenschichten. Hierbei soll zum state-of-the-art Katalysator bzw. der Elektrode 50% Einsparung an Iridium, dem sehr seltenen, aber auch geeignetsten Material für die PEM Elektrolyseanode, erreicht werden. Gleichzeitig soll durch eine Optimierung der (Text abgebrochen)
Das Projekt "ORGEL - Hochporöse Gerüstverbindungen aus Organischen Monomeren als nachhaltige Elektrodenmaterialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Durch die Eindringung der Digitalisierung in den Alltag nimmt Mikroelektronik mit Niederwattverbrauchern zunehmend einen beachtlichen Markt ein. Es werden alltägliche Produkte 'digitalisiert', so zum Beispiel Produktetiketten oder Verpackungen, die zu intelligenten System für den Endverbraucher werden. Das 'Internet der Dinge' stellt eine Verflechtung großer Netzwerke und Elektronik dar, welche kabellos und nachhaltig mit Energie versorgt werden müssen - ohne für eine zu große Umweltbelastung trotz exponentieller Entwicklung dieses Sektors zu werden. Dieses Vorhaben beabsichtigt die Entwicklung einer modernen Substanzklasse, den kovalent-organischen Gerüstverbindungen (COFs) als aktives Batterieelektrodenmaterial. Diese Gerüstverbindungen bestehen wie Polymere aus hochgradig vernetzten organischen Monomeren, die jedoch eine besondere Ordnung aufweisen. Sie sind kristallin und zeigen definierte Poren, die als Diffusionswege für Ionen genutzt werden können. Die innere Struktur der Monomere ist durch Stapelung vieler Schichten aufgebaut, wodurch Ladungen gut stabilisiert werden können. Im vorliegenden Projekt werden die chemischen Synthesen der Monomere und daraus die COF-Synthesen etabliert. Die Zellfabrikation aus COFs soll sich weitgehend auf das aktive Kathodenmaterial fokussieren, welches in enger Zusammenarbeit und ständiger Beratung durch den Industriepartner zu einer Inkjet-druckbaren Elektrode entwickelt werden soll. Die Leistung von COF-Materialien wird für zukünftige Anwendungen basierend auf den erhaltenen Ergebnissen evaluiert.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 1503 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 1503 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 1503 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1442 |
| Englisch | 123 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 774 |
| Webseite | 729 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 644 |
| Lebewesen & Lebensräume | 649 |
| Luft | 774 |
| Mensch & Umwelt | 1503 |
| Wasser | 499 |
| Weitere | 1503 |