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Teilprojekt: Entwicklung des Compoundmaterials und der UHPC-Rezeptur der Pressform (UltraPress)

Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung des Compoundmaterials und der UHPC-Rezeptur der Pressform (UltraPress)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Heißpressverfahrens mit einem innovativen Presswerkzeug aus ultrahochfestem Beton (Ultra-high-performance concrete (UHPC)). Über induktive Erwärmung soll dabei Graphit Compound Material, das bei Brennstoffzellen für die Herstellung von Bipolarplatten (BPP) eingesetzt wird, in wenigen Sekunden innerhalb des Werkzeugs erhitzt und gleichzeitig verpresst werden. Das ZBT ist dabei sowohl an der Optimierung des Compoundmaterials als auch an der Entwicklung der Betonrezeptur der Pressform beteiligt. Aufgaben innerhalb des Teilprojektes sind demnach neben der Auswahl einer UHPC-Betonrezeptur mit ausreichend hoher Druckfestigkeit, die Untersuchung der Eignung des gewählten Mix designs hinsichtlich Schwindneigung und Temperaturbeständigkeit. Im Bereich der Materialentwicklung des BPP Compoundmaterials werden für den Heißpressvorgang neue Füllstoffmischungen erprobt, die die geforderten physikalischen Eigenschaften und eine ausreichende induktive Erwärmung aufweisen.

Querflussinduktionserwaermung von Nichteisen- und Edelmetallbaendern 'TFH'

Das Projekt "Querflussinduktionserwaermung von Nichteisen- und Edelmetallbaendern 'TFH'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Messingwerk Plettenberg Herfeld Co. GmbH & Co. KG durchgeführt. General Information: Strip material is a widespread semi-finished product in non-ferrous and precious metal industry. In the strip production and strip processing lines, the heat treatment of the strip is an absolutely necessary integral part with an energy demand up to 40 per cent of total energy consumption of the entire industrial process. Nowadays, non-ferrous and precious metal strip is mainly heated in conventional batch ovens and annealing furnaces, based on gas-fired or electrical resistance heating methods. These conventional heating methods have low energy efficiency, productivity and technological flexibility. This is a result of the low heat transfer rate of the indirect heating by convection and radiation, which is typical for all the conventional technologies. Induction heating is a progressive alternative to the conventional methods with distinct technological an d economical advantages because of the heat generation inside the work piece its elf. In the case of strip heating, especially transverse flux induction heating (TFH) offers optimum combination of energy savings, high productivity, process flexibility and minimum floor space. The determination of the optimum installation design and operating regime, however, is extremely complicated because the TFH process is characterised by a large number of very closely correlated parameters. Moreover, the distribution of heat sources and output temperature field in the strip is normally non-homogeneous. Therefore, the major task within this project is the determination of the optimum installation design and operating regime by means of numerical modelling. On the basis of the obtained theoretical results, a real-scale TFH prototype will be built. The mathematical model ling will be validated and the TFH prototype will be tested by extensive experimental investigations. in close co-operation with the industrial partners, equipment suppliers and users, the TFH prototype will be finally adjusted and modified in order to adapt it to all requirements of industrial use. The final go al of the project is to provide a strip heating technology with high energy efficiency and productivity that fulfils the high standards of non-ferrous and precious metal industry.

Teilvorhaben induktives Heizmodul

Das Projekt "Teilvorhaben induktives Heizmodul" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Otto Junker Gesellschaft mit beschränkter Haftung durchgeführt. In dem Vorhaben TESS 2.0 wird ein Power-to-Heat-to-Power-Konzept entwickelt und erprobt, bei dem die gespeicherte Wärme teilweise rückverstromt wird und damit wieder als hochwertige elektrische Energie zur Lastdeckung beiträgt. Im Zentrum des Konzeptes steht ein keramischer Hochtemperatur-Speicher mit Luft als Wärmeträgermedium, der nach dem Power-to-Heat-Prinzip mithilfe einer elektrischen Heizung mit Überschussstrom aus dem Netz thermisch beladen werden kann. Anders als bei herkömmlichen Konzepten wird hierbei die Wärme auf einem hohen Temperaturniveau gespeichert (bis zu 1.000 °C), so dass sie anschließend nicht nur als Wärme dem Nutzer zur Verfügung steht, sondern auch in einem Wärmekraftprozess teilweise wieder in Strom zurückgewandelt werden kann. Im Vergleich zu herkömmlichen Power-to-Heat Anwendungen erhöht sich der exergetische Wirkungsgrad dadurch von ca. 20% auf über 50%. Das innovative Konzept wird durch eine Versuchsanlage realisiert und anhand von unterschiedlichen Betriebsstrategien die Bereitstellung und die Wechselwirkung von Strom und Wärme experimentell untersucht und optimiert. Im Rahmen des Vorhabens soll durch die Otto Junker GmbH ein Heizmodul zur Erwärmung fluider Medien entwickelt, konstruiert und gebaut werden.

Teilprojekt 2.3: Zeitlich und räumlich aufgelöste Temperaturprofile

Das Projekt "Teilprojekt 2.3: Zeitlich und räumlich aufgelöste Temperaturprofile" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UMEX GmbH Dresden durchgeführt. Entwicklung von Konzepten zur Realisierung von zeitlich und räumlich aufgelösten Temperaturprofilen mit den Beiträgen: zyklische induktive Erwärmung, Peltier-Kühlung/Heizung und Realisierung des Gesamtsystems. Das Aktormodul zur Desinfektion und Desodorierung von Klimaanlagen soll in Form eine Versuchsaufbaus konzipiert, realisiert und erprobt werden. Dazu sind folgende Teilleistungen zu erbringen: Entwicklung und Erprobung eines Vorschlages zur zyklischen induktiven Erwärmung kleiner Flächen, Erarbeitung eines Konzeptes für eine Peltier-Kühlung/Heizung, Aufbau des Komplettsystems.

Teilvorhaben: Systemintegration, Testbetrieb und Verbundkoordination

Das Projekt "Teilvorhaben: Systemintegration, Testbetrieb und Verbundkoordination" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Aachen, Solar-Institut Jülich durchgeführt. Im Vorhaben TESS 2.0 wird ein Power-to-Heat-to-Power-Konzept entwickelt und erprobt, bei dem die gespeicherte Wärme teilweise rückverstromt wird und damit wieder als hochwertige elektrische Energie zur Lastdeckung beiträgt. Im Zentrum des Konzeptes steht ein keramischer Hochtemperatur-Wärmespeicher mit Luft als Wärmeträgermedium, der nach dem Power-to-Heat-Prinzip mithilfe einer elektrischen Heizung mit Überschussstrom aus dem Netz thermisch beladen werden kann. Anders als bei herkömmlichen Konzepten wird hierbei die Wärme auf einem hohen Temperaturniveau gespeichert (bis zu 1.000 °C), sodass sie anschließend nicht nur als Wärme dem Nutzer zur Verfügung steht, sondern auch in einem Wärmekraftprozess teilweise wieder in Strom zurückgewandelt werden kann. Im Vergleich zu herkömmlichen Power-to-Heat Anwendungen erhöht sich der exergetische Wirkungsgrad dadurch von ca. 20% auf über 50%. Das innovative Konzept wird durch eine Versuchsanlage realisiert und anhand von unterschiedlichen Betriebsstrategien die Bereitstellung und die Wechselwirkung von Strom und Wärme experimentell untersucht und optimiert. Zur Durchführung des Projekts übernimmt die FH Aachen, vertreten durch das Solar-Institut Jülich, die Koordinierung des Gesamtprojektes.

Teilprojekt: Entwicklung eines hybriden Werkzeuges für das induktive Heißpressen (UltraPress)

Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung eines hybriden Werkzeuges für das induktive Heißpressen (UltraPress)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Vorrichtungsbau Giggel GmbH durchgeführt. Das Gesamtvorhaben verknüpft insgesamt fünf Aufgabenfelder. Dabei ist die Vorrichtungsbau Giggel GmbH wesentlich an der Entwicklung des Hybrid-Werkzeugs mit integriertem Induktor beteiligt. Dem entsprechend verfolgt das Teilvorhaben die Zielsetzung, ein neuartiges Werkzeug für das Fertigungsverfahren zu entwickeln. Die Werkzeuge werden den übrigen Projektpartnern, welche wiederum die Heißpresse entwickeln und die Untersuchungen der Zielapplikation durchführen, zur Verfügung gestellt. Um auch feine und kleinste Strukturgrößen im Compound auflösen zu können, wird für das UHPC-Werkzeug dabei eine hybride Variante mit metallischen Einlegern entwickelt und konstruiert.

Teilprojekt: Entwicklung einer funktional angemessenen Heißpresse für induktive Formung hochgefüllter Compound Werkstoffe (UltraPress)

Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung einer funktional angemessenen Heißpresse für induktive Formung hochgefüllter Compound Werkstoffe (UltraPress)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Boyke Technology GmbH durchgeführt. Das Gesamtprojekt verknüpft insgesamt mehrere Aufgabenfelder. Dabei ist die Boyke Technology GmbH verantwortlich für Entwicklung der Heißpresse mit induktiver Erwärmung. Dies erfolgt in unmittelbarer Zusammenarbeit mit der Vorrichtungsbau Giggel GmbH für das Werkzeug bzw. Werkzeugschalung. Dementsprechend verfolgt die Boyke Technology GmbH die Zielsetzung, ein neuartiges Fertigungsverfahren mit einer spezifisch zu entwickelnden Heißpresse zu realisieren und dem Pilotnutzer eines solchen Verfahrens, der Eisenhuth GmbH & Co. KG, für Untersuchungen und weitere Entwicklungen zur Verfügung zu stellen. Im Ergebnis des Forschungs- und Entwicklungsprozesses sollen nach einer nachgelagerten Produktgenerierungsphase der gesamte Fertigungsprozess im Batterie- und Brennstoffzellen-Sektor vermarktet werden.

Teilprojekt: Induktorenentwicklung für das Heißpresswerkzeug (UltraPress)

Das Projekt "Teilprojekt: Induktorenentwicklung für das Heißpresswerkzeug (UltraPress)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik (IKFF) durchgeführt. Es soll ein neuartiges Heißpressverfahren mit einem innovativen Presswerkzeug aus Spezialbeton entwickelt werden, mit dem erstmalig Bipolarplatten innerhalb weniger Sekunden detailgetreu ohne Nachbearbeitung hergestellt werden können. Hierzu wird das Material der Bipolar-Platten induktiv temperiert und ermöglicht eine Verringerung der Zykluszeit.

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