Das Projekt "Elektrokatalysatoren fuer Membranbrennstoffzellen" wird/wurde gefördert durch: Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Darmstadt, Institut für Chemische Technologie.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 "RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung, RADAR: Radikalische Abwasserreinigung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts.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^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung, RADAR: Radikalische Abwasserreinigung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Covestro Deutschland AG.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 "PtTM-HGS - Entwicklung von kostengünstigen Hochleistungs-Gasdiffusionselektroden für Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEM-FC) mit niedriger Pt-Belegung auf Basis neuartiger, graphitisierter Hohlkugel-Kohlenstoffträgermaterialien, Teilverbund C: Modellierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion.Mittels Simulationen der atomaren und elektronischen Struktur von Modellsystemen sollen im Rahmen dieser Teilprojekte die wesentlichen Einflüsse auf die Aktivität von Pt-Nanopartikeln als ORR Katalysatoren, die grundlegenden Wechselwirkungen zwischen Träger und Nanopartikeln und die Triebkräfte hinter der Degradation von geträgerten Nanopartikeln untersucht werden. Hierbei steht stets die Bildung eines tieferen Verständnisses der Zusammenhänge von Struktur und Funktion auf der atomaren Ebene im Vordergrund, welches letztendlich die rationale Entwicklung und Weiterentwicklung von Katalysatorsystemen vorantreiben soll. MPICEC 1.1 - Modellbildung Ausgangspunkt aller Simulationsarbeiten im Bereich der Elektronenstrukturmodelle ist das Erstellen relevanter Modellsysteme, deren Größe und Komplexität die Berechnungen noch zulassen, die aber gleichzeitig alle wichtigen Einflüsse auf das System abbilden. MPICEC 1.2 - Modellierung der elektrokatalytischen Aktivität von Nanopartikeln Zum einen soll der Vergleich von Sauerstoff und Hydroxid Adsorptionsenergien auf unterschiedlichen Clustermodellen und an unterschiedlichen Stellen des Clusters eine Abschätzung der Abhängigkeiten der Aktivität als Katalysator erlauben. Zum anderen soll die Berechnung von Intermediaten eine Abschätzung erlauben, wie Struktur, Größe und Zusammensetzung des Clusters die Oberflächenbedeckung und den Reaktionsmechanismus der ORR beeinflussen. MPICEC 2.1 - Modellierung der Degradation von geträgerten Nanopartikeln Aus den Studien zu ORR Intermediaten auf Pt Clustern in Verbindung mit einem Trägermodell sollen Mechanismen abgeleitet werden, die durch Oxidation des Trägers in Anwesenheit des Nanopartikels die Degradation des Supports bewirken. Dabei soll sowohl die Reaktion von Spezies wie Peroxid mit dem Träger abseits des Nanopartikels, als auch die Reaktion von Sauerstoffspezies an Stellen im Grenzbereich zwischen Nanopartikel und Support untersucht werden.
Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann, MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Justus-Liebig-Universität Gießen, Physikalisch-Chemisches Institut.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, MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM.
Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann, MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Energie- und Systemverfahrenstechnik.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 "RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung, RADAR: Radikalische Abwasserreinigung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: CONDIAS GmbH.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, RADAR: Radikalische Abwasserreinigung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Clausthal, Institut für Chemische und Elektrochemische Verfahrenstechnik.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 "RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung^RADAR: Radikalische Abwasserreinigung, RADAR: Radikalische Abwasserreinigung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: CUTEC-Institut GmbH.
