Das Projekt "Elektrokatalysatoren fuer Membranbrennstoffzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Chemische Technologie durchgeführt. a) Herstellung und Optimierung von Elektrode-Membran-Verbuenden fuer die Membranbrennstoffzelle. Es wurde ein Spruehverfahren zur Herstellung von Elektrode-Membran-Verbuenden entwickelt. b) Optimierung der Elektrodenstruktur der Kathode fuer den Betrieb mit Luft bei 1 bar. c) Entwicklung und Charakterisierung von ternaeren Katalysatoren fuer die Direkt-Methanol-Brennstoffzelle auf der Basis Pt/Ru. d) Herstellung von verbesserten makroporoesen Luftelektroden.
Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Physikalisch-Chemisches Institut durchgeführt. Im Verbundprojekt MeLuBatt werden Elektrolyte, Anoden- und Kathoden-Materialien für Li-, Na-, Zn-, Mg-, Ca-basierte Metall-Sauerstoff-Batterien (MLB) systematisch untersucht, um Phänomene der Elektrolyt- und Elektrodendegradation gezielt zu verstehen und zu vermindern. Dabei werden bekannte Ergebnisse zur Degradation von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) (Elektrolyt, Gasentwicklung, Dendritenbildung) einbezogen, wodurch die Erforschung von MLB stark befruchtet werden soll. Die bisher übersehene Querverbindung der Sauerstoff-Redoxchemie von MLB zum Verhalten von Oxidkathoden in LIB soll untersucht werden. Ziele sind das tiefere Verständnis der Dendritenbildung, die Erhöhung der Zyklenstabilität der Zellen, sowie der Einsatz von effizienten und stabilen Gasdiffusionselektroden. Relevante MLB (Li-, Na-, Zn-, Mg- und Ca-basierte Systeme) sollen hinsichtlich der realisierbaren Energie- und Leistungsdichte untersucht werden, um die vielversprechendsten MLB zu identifizieren und zu optimieren
Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Energie- und Systemverfahrenstechnik durchgeführt. Metall-Luft-Batterien (MLB) basieren auf der Umwandlung/ Auflösung einer Metallelektrode, was zu einer Volumenänderung der Elektroden und damit einer Änderungen der Dreiphasengrenze aufgrund des verdrängten Elektrolytvolumens und der Produktabscheidung führt. Hohe Energiedichten verursachen daher starke Änderungen der Elektroden-Struktur und Elektrolytlevel und können zu Limitierungen des Stofftransports führen. In diesem Projekt soll am Beispiel der Li/O2-Batterie der Effekt dieser Änderungen auf die Leistungsfähigkeit der Kathode modellbasiert analysiert und quantifiziert werden. Weiterhin wird der Effekt von Redoxmediatoren auf die Leistungsfähigkeit untersucht. Physikochemische Simulationen werden begleitet von gezielten Experimenten; zusammen bieten diese einen tiefen Einblick in den Zustand der Zelle und die limitierenden Prozesse. Schließlich werden die Ergebnisse auf weitere MLB extrapoliert. Ziel ist es, Grenzen der Leistungsfähigkeit der betrachteten Zellen systematisch zu erfassen und Wege zum Erreichen der Idealwerte aufzuzeigen
Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM durchgeführt. Im Hinblick auf die GVB wird im Teilvorhaben 'Design und Herstellung stabiler Gasdiffusions-elektroden' seitens des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) der Einfluss, die Auswahl und Strukturierung der Kathoden auf die Metall/Luft-Systeme untersucht. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Evaluierung von Gemeinsamkeiten und Unterschieden aller im Gesamtprojekt betrachteten Systeme. Ziel ist es, für die unterschiedlichen im Projekt untersuchten Metall/Luft-Systeme ideale Gasdiffusionselektroden (GDE) zu entwickeln und diese unter Betriebsbedingungen zu testen. Dabei ist es wichtig die Anforderungen der jeweiligen Systeme zu berücksichtigen. Die bei der Entladung der Zellen entstehenden Produkte im Elektrolyten können dabei löslich oder unlöslich sein und lagern sich in der GDE ab. Im letzteren Fall muss die GDE so ausgelegt sein, dass sie möglichst große Mengen an Entladeprodukt aufnehmen kann und eine Verstopfung vermieden wird. Entscheidend ist auch die Wechselwirkung zwischen den verwendeten Lösungsmitteln und der Oberfläche der GDE. Letztere muss so funktionalisiert werden, dass sie den gewünschten Benetzungs- bzw. Füllgrad mit dem Elektrolyten ermöglicht. Als Modellmaterial wird hierbei auf die Kohlenstoff-Xerogele zurückgegriffen, die sich durch Variation der Syntheseparameter mit unterschiedlichen Porengrößen herstellen lassen.
Das Projekt "RADAR: Radikalische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Covestro Deutschland AG durchgeführt. Sauberes (Trink)-Wasser ist eine unabdingbare Lebensnotwendigkeit für eine nachhaltige Entwicklung unserer Industriegesellschaft. Der weltweite Bedarf an sauberem Wasser wird durch Bevölkerungs- und industrielles Wachstum steigen, während die Wasserverfügbarkeit durch Klimawandel, übermäßige Nutzung von Grundwasserreserven und Ausbreitung von ariden und semi-ariden Regionen sinkt. Die Bereitstellung von sauberem Wasser wurde deshalb als ein dringendes Handlungsfeld für die nächsten Jahrzehnte identifiziert. Im Rahmen des Projektes soll die Entfernbarkeit von Wirkstoffen, welche immer häufiger in Abwässern, insbesondere in dem von Krankenhäusern oder Altenheimen auftreten, untersucht werden. Weiterhin soll die in industriellen Abwässern häufig auftretende, schwer entfernbare Substanzklasse der aliphatischen Verbindungen beispielhaft untersucht werden. Dazu soll parallel in einer Elektrolysezelle Ozon und Wasserstoffperoxid oder alternativ Wasserstoffperoxid und OH-Radikale hergestellt werden. Dabei wird Wasserstoffperoxid elektrochemisch mit einer Gasdiffusionselektrode (GDE) aus Sauerstoff hergestellt und OH-Radikale bzw. Ozon mittels einer Bor-dotierten Diamantelektrode (BDD) durch Elektrolyse des Wassers. Die Kombination aus Wasserstoffperoxid und OH-Radikalen stellt eine neue und besonders effektive Kombination zur Behandlung von Abwasser dar, weil dabei sowohl an der Anode (*OH-Radikale) wie auch an der Kathode (H2O2) starke Oxidationsmittel entstehen.
Das Projekt "RADAR: Radikalische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Die Reinhaltung sowie ein ressourcenschonender Umgang mit natürlichen Gewässer sind die Grundpfeiler einer nachhaltigen Wasserwirtschaft. Schwer abbaubare Organik in aufbereitetem Abwasser stellt eine große Herausforderung für ein umweltfreundliches Wassermanagement dar. Die Wiederverwendung von Prozesswasser in industriellen Wasserkreisläufen erfordert eine Entfernung störender Rückstände. In kommunalen Kläranlagen werden schwerabbaubare organische Rückstände, z.B. Pharmaka, nur unzureichend eliminiert und in die aquatische Umwelt eingeleitet. In dem BMBF geförderten Verbundprojekt RADAR wird die persistente Organik mittels OH-Radikalen weitgehend mineralisiert. Das elektrochemische Modul zur Erzeugung der OH-Radikale besteht aus einer neuartigen Elektrodenkombination von bordotierter Diamantelektrode und Gasdiffusionselektrode. An beiden Elektroden werden sehr reaktive Spezies erzeugt und können so dem Abwasser zur Oxidation hinzugegeben werden. Auf diese Weise werden die elektrochemische Ausbeute und die Effizienz der Abwasserbehandlung erhöht. Gegenstand der Untersuchung ist es ein skalierbares Design für das elektrochemische Modul zu entwerfen. Vorab werden im Labormaßstab die Eigenschaften der einzelnen Elektroden untersucht, um den gemeinsamen Betrieb eng aufeinander abzustimmen. Zudem wird der Abbau von persistenten Modellmolekülen im Hinblick auf hohe Abbauraten und Stromausbeuten sowie Oxidationsnebenprodukten untersucht.
Das Projekt "RADAR: Radikalische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CONDIAS GmbH durchgeführt. Das Ziel von RADAR ist die innovative Kombination einer Diamantelektrode mit einer Gasdiffusionselektrode in einer neuartigen Elektrolyse-Zelle, um diese beiden Elektrodentypen erstmals für eine effektive Abwasserbehandlung zu untersuchen und in einer skalierbaren Form bis zu einem industrierelevanten Demonstrationsmaßstab umzusetzen. Dazu sollen zwei verschiedene Reaktorkonzepte auf Laborebene realisiert und ihre Eignung für verschiedene Abwassertypen bewertet werden.
Das Projekt "RADAR: Radikalische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUTEC-Institut GmbH durchgeführt. Anthropogene und endokrin wirksame Stoffe wie Pharmaka, Pflanzenschutzmittel und Insektizide werden allgemein nicht effizient genug aus industriellen und kommunalen Abwässern eliminiert. Sie entfalten oft eine endokrine oder toxische Wirkung, gelten als biologisch nicht abbaubar und akkumulieren in unserer Umwelt. Eine effiziente Entfernung solcher Stoffe kann z.B. durch radikalische Oxidation wie Ozonung und UV-Oxidation erfolgen, aber auch durch Membranverfahren oder Aktivkohleadsorption. Bei allen Verfahren sind sowohl die Eliminationsraten als auch die Wirtschaftlichkeit nicht gut genug. Daher wird im Gesamtvorhaben RADAR die Entwicklung eines neuen Oxidationsverfahrens mit Hilfe der elektrochemischen Elektrolyse angestrebt. Das zu entwickelnde Verfahren soll durch die 'doppelte' Nutzung des Stroms deutlich weniger Energie verbrauchen und durch die Erzeugung eines erweiterten Radikalspektrums gleichzeitig auch größere Oxidationsraten erzielen. Im Gesamtvorhaben RADAR wird die Entwicklung eines neuen Abwasserbehandlungsverfahrens mit Hilfe der elektrochemischen Oxidation angestrebt. Das zu entwickelnde elektrochemische Verfahren soll eine Kombination aus bordotierten Diamant (BDD)-Elektroden und Gasdiffusionselektroden (GDE) enthalten. Es sollen verschiedene Reaktorkonzepte parallel entwickelt und untersucht werden. Die für den jeweiligen Anwendungsfall günstigste Reaktorvariante soll hoch skaliert (up-scaling) und als Demonstrator umgesetzt werden.
Das Projekt "RADAR: Radikalische Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Chemische und Elektrochemische Verfahrenstechnik durchgeführt. In den biologischen Reinigungsstufen kommunaler Kläranlagen können zahlreiche aromatische und kurzkettige aliphatische Verbindungen aufgrund ihrer hohen Stabilität im Regelfall nicht oder nur sehr eingeschränkt abgebaut werden. Solche schwer abbaubaren Verbindungen sind beispielsweise Pharmaka, Pflanzenschutzmittel und Insektizide. Hinzu können gesundheitsschädliche Keime kommen, wenn das Abwasser aus Krankenhäusern stammt. In diesem Projekt soll parallel in einer Elektrolysezelle Ozon und Wasserstoffperoxid (Reaktorkonzept 1) oder alternativ Wasserstoffperoxid und OH-Radikale (Reaktorkonzept 2) hergestellt werden. Dabei wird Wasserstoffperoxid elektrochemisch mit einer Gasdiffusionselektrode (GDE) aus Sauerstoff hergestellt und OH-Radikale bzw. Ozon mittels einer Bor-dotierten Diamantelektrode (BDD) durch Elektrolyse des Wassers. Die Kombination aus Wasserstoffperoxid und OH-Radikalen stellt eine neue und besonders effektive Kombination zur Behandlung von Abwasser dar. In diesem Reaktorkonzept wird die eingesetzte Energie maximal genutzt, da nutzbare Oxidationsmittel an beiden Elektroden gebildet werden (sog. 200%-Zelle). Ziel dieses Projektes ist es, erstmals dieses effektive Abwasserbehandlungskonzept in einer skalierbaren Form bis zu einem industrierelevanten Labormaßstab umzusetzen
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Operando Mikroskopische und Spektroskopische Charakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Institut für Experimentalphysik IV - Festkörperphysik durchgeführt. In dem 'eEthylen' Fördervorhaben soll Ethylen in einem einzigen elektrochemischen Schritt aus CO2 in wasserbasierten Elektrolyten hergestellt werden. Ethylen ist ein wertvoller chemischer Grundstoff (1000 €/t) bei gleichzeitig höchsten Marktvolumen (140 Mio.t/Jahr). Das Ziel des Gesamtvorhabens ist die Entwicklung von Kathodenmaterialien auf der Basis von Kupfer - Metall/Mischmetalloxid - Katalysatoren mit höchster Ethylenselektivität und Langzeitstabilität. Diese werden in Gasdiffusionselektroden (GDE) integriert, um Stromdichten über 200mA/cm2 zu erlauben. Die Ruhr-Universität Bochum verfolgt in dem vorliegenden Teilprojekt die Klärung der Kohlenwasserstoffbildung an kupferbasierten Elektroden. Die katalytisch aktive Spezies wird zunächst an dendritischen, in-situ abgeschiedenen Kupferstrukturen, sowie nanostrukturierten Pulverkatalysatoren identifiziert. Zudem sollen strukturelle und chemische Änderungen der Katalysatoren unter Potential untersucht werden. Durch die gleichzeitige Möglichkeit der elektrochemischen Charakterisierung und Analyse der Reaktionsprodukte können Erkenntnisse hinsichtlich einer möglichen Degradation der Elektroden gewonnen werden. Die Ergebnisse der Ruhr-Universität Bochum liefern einen wichtigen Beitrag zur grundlegenden Klärung der Umsetzung von CO2 zu Ethylen und unterstützen damit die Entwicklung stabiler, ethylen-selektiver Katalysatoren.
| Origin | Count |
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| Bund | 28 |
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| Förderprogramm | 28 |
| License | Count |
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| offen | 28 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 28 |
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| Keine | 13 |
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| Boden | 16 |
| Lebewesen & Lebensräume | 10 |
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| Mensch & Umwelt | 28 |
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| Weitere | 28 |