In der Industrie, z.B. bei der Muellvergasung oder bei GuD-Kraftwerken, entsteht unter anderem Fluorwasserstoff (HF). Da HF extrem umweltschaedlich und giftig ist, muss es aus dem Gas entfernt werden. Im Gegensatz zu den konventionellen Nassgasreinigungen kann das Gas trocken bei moeglichst hohen Temperaturen gereinigt werden. Energieverluste infolge des Abkuehlens und Wiederaufheizens koennen vermieden und so der Wirkungsgrad um einige Prozentpunkte erhoeht werden. Zudem entfaellt die Aufbereitung der anfallenden Abwaesser bei der Nassgasreinigung. Die Entwicklung derartiger Verfahren ist Gegenstand dieses Projektes.
Betrieb mehrerer Messnetze nach den Richtlinien der TA-Luft; Schadgasbestimmungen; Salzsaeure/Fluorwasserstoff/Schwefeldioxid; Staubniederschlag; Staubkonzentration; gravimetrische und analytische Auswertung der Staubproben.
Regelmaessige Untersuchungen im Bereich von Aluminiumhuetten und Ziegeleien, wobei neben den HF-Messungen chemische und mikroskopische Pflanzenanalysen durchgefuehrt wurden.
PFAS (Per- bzw. polyfluorierte Alkylsubstanzen) sind gekennzeichnet durch eine hohe Bindungsaffinität von Kohlenstoff- und Fluoratomen und Persistenz, weshalb sie in der Umwelt zumeist nicht oder nicht vollständig abgebaut werden können. Aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungsbereiche können PFAS auch in verschiedenen Abfallströmen vorkommen. Detaillierte Kenntnisse zu den thermo-chemischen Abläufen wie PFAS in thermischen Abfallbehandlungsanlagen zerstört und sich ggf. zu Fluorwasserstoff umwandeln lassen, liegen mangels verfügbarer Forschungsergebnisse bisher nicht zuverlässig vor. Im Rahmen des Vorhabens sollen daher Grundlagenuntersuchungen zum thermochemischen Abbau von PFAS-haltigen Abfällen bei Verbrennungseinrichtungen im Labor- und Technikumsmaßstab durchgeführt werden, deren Versuchsbedingungen sich an den Vorgaben der 17. BImSchV zur Mindesttemperatur bzw. zur Mindestverweilzeit in konventionellen Abfallverbrennungsanlagen orientieren. In diesem Zusammenhang sind Messkonzepte zu entwickeln, die die Zerstörungseffizienz über PFAS-Summenparameter bzw. Einzelparameter sicher bewerten lassen und sich zudem auf den Einsatz an großtechnischen Anlagen übertragen lassen. Darüber hinaus werden weitere Erkenntnisse zum thermo-chemischen Abbau persistenter organischer Verbindungen ermittelt, die auch insgesamt Einfluss auf die Entsorgung von POP-haltigen Abfällen haben werden.
Die umweltgerechte Entsorgung von Freonen aus der Kuehlschrankrueckgewinnung erfolgt ggw nach einem sehr aufwendigen Verfahren und sieht am Ende die Konfektionierung der zurueckgewonnenen Freone, deren Versand sowie die abschliessende Zersetzung bei ca 1500 Grad Celsius vor. Nach dem hier angestrebten Verfahren kann die Zerlegung in Gegenwart eines geeigneten Katalysators hydrolytisch in Halogenwasserstoffe und Kohlendioxid schon bei ca 450 Grad Celsius 'vor Ort' in einer kleinen mobilen Anlage erfolgen. Dadurch werden aufwendige Aufbereitungsschritte beim Kuehlschrankrezykler und der Versand ueberfluessig. Eine kleintechnische Anlage laeuft sehr stabil, so dass die Ueberfuehrung in den technischen Massstab unmittelbar bevorsteht.
Es werden neue spektroskopische Verfahren entwickelt und auf atmosphaerische Gase (z. B. CO, NO, CO2, HF, CH4, CHX3, CHF2Cl und andere Freone) angewendet. Mit Hilfe unserer Analysen sind genaue Simulationen der atmosphaerischen Absorption dieser Gase im Infrarotbereich moeglich. Moegliche Anwendungen unserer Ergebnisse finden sich im Bereich Umweltanalytik durch Spektroskopie, Strahlungstransport in der Atmosphaere, etc.
<p>R744 ist in der Kältetechnik der Fachbegriff für das natürliche Kältemittel Kohlendioxid. R steht für Refrigerant (deutsch: Kältemittel).</p><p>Das fluorierte Kältemittel R1234yf wird in immer höheren Konzentrationen in der Atmosphäre nachgewiesen. Es entweicht vor allem aus Pkw-Klimaanlagen und zunehmend auch aus stationärer Kälte-Klima-Technik. Die extrem wasserlösliche, algengiftige und schwer abbaubare Trifluoressigsäure – ein Abbauprodukt von R1234yf – gelangt über Niederschläge in Gewässer. Das UBA rät zum Umstieg auf Alternativen.</p><p>Seit dem 1. Januar 2017 dürfen neue Klimaanlagen von Pkw und leichten Nutzfahrzeugen nur noch mit Kältemitteln mit einem kleinen Treibhauspotenzial (unter 150) befüllt werden. Als Ersatzkältemittel wird seit 2011 vor allem der brennbare fluorierte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Stoff#alphabar">Stoff</a> R1234yf verwendet. Bisher entwickelten erst zwei Pkw-Hersteller Klimaanlagen mit dem natürlichen Kältemittel Kohlendioxid für ausgewählte Pkw-Modelle.</p><p>Bereits im Jahr 2012 hatte die Schweizer Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in 3.580 m Höhe am Jungfraujoch R1234yf in der Luft nachgewiesen. Im Jahr 2015 berichtete die Empa über ihre Ergebnisse der kontinuierlichen atmosphärischen Messungen von drei neu eingeführten halogenierten Stoffen: R1234yf, R1234ze(E) und 1233zd(E). Diese Stoffe werden vor allem als Ersatz für klimaschädliche Kältemittel und zur Kunststoffschäumung eingesetzt. Die aktuellen Auswertungen der Empa-Messungen bis Ende 2018 zeigen nun, dass die neuen Stoffe immer öfter und in höheren Konzentrationen in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a> nachweisbar sind.</p><p>Für R1234yf wird eine atmosphärische Lebensdauer von etwa 2 Wochen angenommen. In der Atmosphäre bildet sich aus dem Kältemittel vor allem Trifluoressigsäure (TFA). Eine Studie unter Beteiligung der Empa aus dem Jahr 2012 schätzt die zukünftig zu erwartenden TFA-Emissionen auf bis zu 19.000 Tonnen pro Jahr, die in die Umwelt gelangen, wenn alle Pkw in Europa mit R1234yf-Anlagen ausgerüstet sind. Eine <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/persistente-abbauprodukte-halogenierter-kaelte">aktuelle Studie im Auftrag des Umweltbundesamtes </a>untersuchte heutige und zukünftige Emissionsmengen von fluorierten Gasen und das Vorkommen von TFA im Niederschlag. Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/trifluoressigsaeure-aus-fluorierten-kaeltemitteln">Ergebnisse </a>zeigen, dass die TFA-Einträge in die Umwelt bereits angestiegen sind mit den neuen, kurzlebigen fluorierten Kältemitteln weiter steigen werden.</p><p>Die extrem wasserlösliche und algengiftige Säure wird mit den Niederschlägen in die Gewässer eingetragen, sie gilt als persistent, das heißt schwer abbaubar. Mit den üblichen Reinigungsmethoden ist TFA aus dem Wasser nicht entfernbar. Die zuständigen Behörden der Bundesländer befassen sich seit einiger Zeit intensiver mit diesem Stoff, der auch aus anderen Quellen wie Industrie und Landwirtschaft in die Umwelt eingetragen wird. Aus Vorsorgegründen sollte der TFA-Eintrag in die Gewässer aus allen Quellen minimiert werden.</p><p>Daher rät das Umweltbundesamt, auf fluorierte Kältemittel wie R1234yf zukünftig zu verzichten und stattdessen auf umweltverträglichere Stoffe und Verfahren zu setzen. Für viele Anwendungen gibt es Alternativen mit natürlichen Kältemitteln wie Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffen, Ammoniak oder Wasser. Für Pkw-Klimaanlagen bietet sich zum Beispiel das Kältemittel Kohlendioxid an. Es ist nicht brennbar. Im Gegensatz zu R1234yf, das im Brandfall und an heißen Oberflächen giftige Stoffe wie Fluorwasserstoff und Carbonylfluorid bilden kann – ein Sicherheitsrisiko für Insassen und Rettungskräfte.</p>
Im Zentrum des Projektes steht die Validierung der Anwendung von neuartigen chlorhaltigen Flusssäurelösungen im technischen und industriellen Maßstab für die Reinigung, Politur und Textur von Siliciumwafern. Mögliche Anwendungsfelder liegen insbesondere in der Photovoltaik und Halbleiterindustrie, aber auch der Fertigung von (opto)elektronischen, mikromechanischen und anderen Bauteilen sowie im Recycling von Elektronikschrott. Chlorhaltige Flusssäurelösungen bieten eine deutliche Verringerung des Chemikalien- und Energieverbrauchs sowie eine erhebliche Einsparung bei den Kosten für die Aufbereitung und Entsorgung. Zur Validierung dieser Anwendungspotentiale dienen nachfolgende Arbeitspakete (AP). AP1: Es sind industrielle bzw. technische Ätzanlagen auf ihre Kompatibilität mit den neuen Lösungen zu testen. Sollten sich Komponenten als instabil erweisen, werden Ersatzmaterialien für die SiSTeC-Anlagen ausgewählt. AP2: Es wird ein Up-Scaling vom 200 ml-Maßstab für die neuen Reinigungs- und Ätzbäder auf 40 Liter durchgeführt. AP3: Es gilt das wichtige Kriterium der Badstandzeiten zu analysieren und zu validieren. Dies soll durch Simulationsrechnungen und Experimente im Technikumsmaßstab am Fraunhofer THM in Freiberg erfolgen. AP4: Am ISC in Konstanz sollen im Rahmen von zehn Versuchen jeweils 50 Wafer sowie Vergleichswafer zu Solarzellen prozessiert und analysiert werden. AP5: In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern THM und ISC sollen aus den SiSTeC-Wafern sowie aus Referenzzellen PV-Module gefertigt und für ein Jahr getestet werden. AP6: Das SiSTeC-System wird in Zusammenarbeit mit der bifa Umweltinstitut GmbH einer Öko-Effizienz-Analyse unterzogen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 121 |
| Europa | 8 |
| Land | 9 |
| Weitere | 1 |
| Wirtschaft | 2 |
| Wissenschaft | 22 |
| Zivilgesellschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 11 |
| Förderprogramm | 72 |
| Gesetzestext | 7 |
| Text | 36 |
| Umweltprüfung | 2 |
| unbekannt | 9 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 23 |
| Offen | 77 |
| Unbekannt | 30 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 120 |
| Englisch | 13 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 30 |
| Datei | 30 |
| Dokument | 35 |
| Keine | 89 |
| Webseite | 9 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 111 |
| Lebewesen und Lebensräume | 119 |
| Luft | 110 |
| Mensch und Umwelt | 130 |
| Wasser | 110 |
| Weitere | 124 |