Das Projekt "Gaskinetische Untersuchungen an ClO2, Cl2O und ClONO2 mit Hilfe von ESR und ECR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Physikalische Chemie durchgeführt. 1. The kinetics of the reaction O(3P)+Cl2O=2ClO was studied using a fast flow system and ESR detection. Model calculations were employed to take into account secondary reactions of the intermediates. A rate constant of k=(3.1 +- 0.5) x 10 xx (-10) qcm sec xx (-1) was found at room temperature. An apparent activation energy of EA=(5.8 +- 1.2)kJ x Mol xx (-1) was derived. 2. The ECR-technique has been employed to follow the interaction of low-energy electrons with the molecules ClO2 and Cl2O. The following k-values for the capture of thermal electrons and activation energies for these processes were obtained: ClO2: k=(11.5 +- 0.5) x 10 xx (-10) qcm sec xx (-1); EA=(1.1 +- 0.4)kcal x Mol xx (-1); Cl2O: k=(2.6 +- 0.5) x 10 xx (-10) qcm sec xx (-1); EA=(0.5 +- 0.1)kcal x Mol xx (-1). The energy dependence of the capture process has been studied for electron energies less or equal 0.4 eU. 3. Electron capture properties are determined to be: k(HNO3)-(1.4 +- 0.7) x 10 xx (-8) qcm sec xx (-1) (1) k(ClONO3)=(3.9 ;- 1.2) x 10 xx (-9) qcm sec xx(-1) (2). From studies of the energy dependence of the processes and from thermodynamic considerations it is concluded that (2) is a dissociative reaction. Reactions of ClONO3 with O2 xx (-) are considered.
Das Projekt "Zentrum für Innovationskompetenz SiLi-nano, Nachwuchsgruppe Light-to-Silicon: Up- und down-conversionen in Glaskeramiken für hocheffiziente Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Physik, Zentrum für Innovationskompetenz (ZIK), Sili-nano durchgeführt. Der Wirkungsgrad von Solarzellen soll durch den Einsatz von down-conversion Deckgläsern und/oder up-conversion Schichten auf der Rückseite der Solarzelle im Modul erheblich verbessert werden. Die Effizienz von fluoreszierenden Glaskeramiken wird durch die Phononenfrequenzen der Matrix bestimmt, in die der 'Fluoreszenzstoff' (z. B. Seltene Erden) eingebaut wird. Durch eine thermische Nachbehandlung von mit Seltenen Erden dotierten Glaskeramiken werden in der Glasmatrix fluoreszierende Nanokristalle hergestellt. Zur Erhöhung des optischen Einfangquerschnitts werden in die Glaskeramiken zusätzlich metallische Nanopartikel (Edelmetallhalogenide) eingebettet. Neben der optischen Funktionalität dieser Glaskeramiken sollen auch ihre mechanischen Eigenschaften untersucht und optimiert werden. Zunächst wird die up- und down-conversion Effizienz in Abhängigkeit von der Seltenen-Erden-/Halogen-Dotierung untersucht. Mit Hilfe von NMR-Experimenten wird die Höhe der eingebauten Halogen-Dotierung abgeschätzt. Über Elektronenspinresonanz soll die Einlagerung der Seltenen Erden in die Nanokristalle geprüft werden. Parallel dazu wird die up- und down-conversion Effizienz mittels optischer Spektroskopie untersucht. Weiterhin wird die up- und down-conversion Effizienz in Abhängigkeit von Struktur, Größe und Anzahl der Nanokristalle mittels Elektronenmikroskopie und RKWS analysiert. Schließlich sollen die mechanischen Eigenschaften, wie Festigkeit und Lebensdauer, untersucht werden.
Das Projekt "Metall/Luft Systeme, insbesondere Al/-Si/Luft Batterien - Teilvorhaben: In-Situ-Charakterisierung und Synthese der Elektroden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-9: Grundlagen der Elektrochemie durchgeführt. Ziel des Gesamtvorhabens AlSiBat ist es die perspektivischen Realisierungsmöglichkeiten von Me/Luft Batterien - insbesondere von Al/Luft und Si/Luft Batterien - in Hinblick auf wichtige Eigenschaften wie Wiederaufladbarkeit, Zyklenfestigkeit und Umweltverträglichkeit untersuchen und die in diesen Batterien verwendbaren Werkstoffe weiter zu entwickeln. Ziele der Teilprojekte am IEK-9 sind die Identifikation der grundlegenden elektrochemischen Prozesse und Transportmechanismen sowie der Vorgänge an den Grenzschichten, wobei diese auf atomistischer und makroskopischer Ebene experimentell untersucht werden. Anhand der Zusammenhänge sollen die Mechanismen die die Eigenschaften der Batterien bestimmen erkannt und darauf aufbauend eine systematische Materialentwicklung in diesem Bereich betrieben werden. Am IEK-9 werden drei Teilprojekte bearbeitet. Anodenseitig werden neue Elektrodenmaterialien auf der Grundlage von Al- und Si-basierten Legierungen entwickelt; auf der Kathodenseite wird die Eignung von Kohlenstoff-Trägermaterialien mit Übergangsmetallkatalysatoren für die Batterien untersucht. Die mikroskopischen Transformationsvorgänge und Transportmechanismen werden mit NMR und XPS, die makroskopischen elektrochemischen Charakteristika werden unter variierenden Umgebungsbedingungen mit Chronoamperometrie, Zyklovoltametrie und EIS analysiert. Die Grenzflächeneigenschaften werden mit XPS, AFM, EPR und 'rotating-disc' Techniken untersucht.
Das Projekt "Eisenspezies auf zeolithischen Trägern: neue Wege zur strukturellen Charakterisierung und zur Klärung ihrer Rolle in Reaktionen mit Stickoxiden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Chemie, Lehrstuhl für Technische Chemie (LTC) durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist, die Aussagefähigkeit der aktuellen Strukturanalytik für Fe-Zentren in Zeolithen durch Erarbeitung eines neuen Charakterisierungskonzepts entscheidend zu verbessern und dieses zur Aufklärung der aktiven Zentren und der Reaktionsabläufe wichtiger Reaktionen der Umweltkatalyse, insbesondere der selektiven Reduktion von NOINO2-Gemischen mit NH3 (schnelle SCR) zu nutzen. Das neue Charakterisierungskonzept wird durch eine konzertierte Studie erarbeitet, in der hinsichtlich ihrer Reaktivität oder ihrer Speziesstruktur lt. herkömmlicher Analytik auffällige Basisproben parallel mit zahlreichen Methoden (EPR, UV-Vis, FTIR, auch mit Testmolekülen, Mössbauerspektroskopie bei tiefen Temperaturen und hohen Feldern, SQUID-Messungen, magnetischer zirkularer Dichroismus, Resonanz-(UV)-Raman-Spektroskopie) untersucht werden, um neue Zuordnungen abzuleiten und neue Standardtechniken zu finden. Die Reaktionsabläufe werden durch lsotopenumschaltmethoden (Steady-state isotopic transient analysis) studiert, wobei durch Kopplung dieser Methode mit FTIR auch die Identifizierung der für die Katalyse relevanten Adsorbate und ihre Unterscheidung von Spectatorspezies angestrebt wird. Mit den gewonnenen Erkenntnissen soll die Leistungsfähigkeit von Fe-Zeolithen für die zahlreichen von ihnen katalysierten Reaktionen (insbesondere die schnelle SCR) signifikant gesteigert werden.
Das Projekt "Clusterprojekt: MANGAN - Teilprojekt: biomimetische Wasserspaltung - gezielte Oxidation nanostrukturierter metalloxidischer Präkatalysatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Durch gezielte Oxidation oder Reduktion nanostrukturierter metalloxidischer Präkatalysatoren neuartige, geträgerte Wasseroxidationskatalsatoren auf Manganoxidbasis erzeugt werden. Hierbei soll der Einfluss der Morphologie des oxidierten Partikels auf die katalalytische Aktivität des manganoxidischen Katalysators und der Einfluss von redox- aktiven sowie redox- inerten Kationen im Präkatalysator sowie in der Wasseroxidierenden Schicht untersucht werden. Insbesondere die partiell oxidierten Phasen sind meist röntgenamorph und mit den gängigen Methoden der Strukturaufklärung schwer zu beschreiben. Daher ist insbesondere eine Kooperation mit den Arbeitsgruppen De Beer (Röntgenabsorptionsspektroskopie, Elektronenspinresonanz) und Reiche (EELS Spektroskopie und Hochleistungselektronenmikroskopie zur Identifikation aktivitätsbestimmender Nahordnungen in den partiell oxiderten Materialien nötig. Unser Ansatz der partiellen Oxidation einer metalloxidischen Vorstufe erlaubt es uns dann, die strukturellen Gegebenheiten um die aktiven Zentren der Manganoxidischen Wasseroxidationskatalysatoren über die Oxidationsparameter oder Präkatalysatorzusammensetzung genauer zu kontrollieren. Des Weiteren bleibt bei der partiellen Oxidation des Präkatalysators ein beträchtlicher Teil des nanokristallinen niedervalenten Metalloxids zurück. Dieser Umstand soll zu einer erhöhten Leitfähigkeit und damit erhöhten Aktivität der Gesamtelektrode beitragen. Die von uns entwickelten und optimierten Systeme sollen durch das einheitliche projektinterne Benchmarking wichtige Impulse für die Entwicklung eines Device in eventuellen Folgeprojekten geben.