Das Projekt "Charakterisierung von Flaechenstrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Forstwissenschaftliche Fakultät, Institut für Waldwachstum, Abteilung Forstliche Biometrie durchgeführt. Ziel der Studie ist die Entwicklung und Analyse von Indizes, die die Form von Waldeinzelflaechen charakterisieren. Umfangsmasszahlen, Nachbarschaftsindizes und die fraktale Dimension gehoeren hierzu. Um die Eignung der Indizes zu bewerten, wurden neben der prinzipiellen Eignung zur Beschreibung von Flaechenstrukturen und deren Veraenderung zusaetzliche Kriterien untersucht: (1) Unabhaengigkeit bzw. Unkorreliertheit der Indizes; (2) Invarianz gegenueber der Flaechengroesse bzw. der Skalierung. Die untersuchten Indizes zeigen ueberwiegend gute differenzierende Eigenschaften. Dies gilt sowohl fuer die Charakterisierung verschiedener Formtypen (statische Eigenschaften) als auch fuer die Unterscheidung schrittweise veraenderter Flaechenformen (dynamische Eigenschaften). Die Indizes sind untereinander mit Ausnahme des Index F2 (Umfang/Anzahl Randpixel) hoch korreliert. Als skaleninvariant koennen lediglich die Indizes Db (Box-Dimension) und F3 (Umfang/Umfang eines flaechengleichen Kreises) betrachtet werden. Die restlichen Indizes liefern bei Aenderung der Groesse bzw. der Skalierung bei gleichen Flaechenformen unterschiedliche Indexwerte. Zur dimensionsunabhaengigen Charakterisierung der Komplexitaet von Waldflaechen eignen sich also lediglich die Indizes Db und F3, die restlichen Indizes sind jedoch ebenfalls, wenn auch nur eingeschraenkt, verwendbar. Die untersuchten Indizes bilden eine wichtige Grundlage fuer weitere Untersuchungen zur Beschreibung von Waldstrukturen und Landschaftsstrukturen allgemein. Charakteristische Formen koennen mit Hilfe dieser Indizes kategorisiert und ihre raeumliche Verteilung mit weiteren Indizes beschrieben werden.
Das Projekt "Entwicklung eines inhärent sicheren, kostengünstigen und flexiblen Verfahrens zur Herstellung von Wasserstoffperoxidlösungen durch Direktsynthese mittels katalytisch beschichteter Membranen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Im Rahmen des Projektes wurde eine Methode zur Herstellung katalytisch aktiver Rohrmembranen mit innen liegender aktiver Schicht auf der Basis keramischer Mikro- und Ultrafiltrationsmembranen sowie Palladium und optional Gold als Aktivkomponenten entwickelt. Die Membranen, die vor der Metallabscheidung alternativ noch mit Kohlenstoff modifiziert wurden, wurden als strukturierte Katalysatoren in einem Gas/Flüssig-Membrankontaktor für die Direktsynthese von Wasserstoffperoxid (H2O2) aus Wasserstoff und Sauerstoff eingesetzt, können prinzipiell aber auch für andere heterogen katalysierte Flüssigphasenreaktionen Verwendung finden. Sie wurden hinsichtlich ihrer Zusammensetzung, Struktur, Katalysatorverteilung und -Partikelgröße umfassend charakterisiert. Weiterhin wurde eine Methode zur automatisierten Detektion von H2O2 im Konzentrationsbereich von 0.004-4.5 Gew.-Prozent basierend auf der Fliess-Injektions-Analyse entwickelt, die ebenfalls auch für andere Anwendungen eingesetzt werden kann. Die Aktivität und Selektivität der katalytischen Membranen wurde in Laborexperimenten zur Direktsynthese von H2O2 ermittelt. Hierzu wurde ein Kreislaufverfahren im Labormaßstab realisiert, das die Vorteile des Membrankontaktors bezüglich eines kompakten Verfahrensaufbaus sowie einer erhöhten Verfahrenssicherheit, die auf der Trennung der Reaktanden durch die Membran beruht, nutzt. Zur detaillierten Simulation der gekoppelten Reaktions- und Stofftransportvorgänge im Membrankontaktor wurde ein Matlab-Programm entwickelt. Die Membranpräparation wurde erfolgreich auf technisch relevante Membrangeometrien übertragen (Mehrkanalelemente bis 0,5 m Länge). Die Demonstration der H2O2-Direktsynthese blieb aber wegen Schwierigkeiten mit der Eindichtung der Mehrkanalelemente noch auf den Labormaßstab beschränkt. Probleme bestehen auch noch dahingehend, höhere Konzentrationen an H2O2 im Bereich einiger Gew.-Prozent im Kreislaufbetrieb zu erreichen. Dies ist möglicherweise auf eine unbefriedigende Passivierung der Apparatur oder auf die Desaktivierung des Katalysators zurückzuführen. Zudem liegen für eine aussagekräftige techno-ökonomische Bewertung des Verfahrens noch zuwenig experimentelle Daten vor.