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Waste to Airlaid

Das Projekt "Waste to Airlaid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. An-Institut der Technischen Universität Chemnitz durchgeführt. Kurzfasern im Längenbereich zwischen 1 mm und 12 mm bilden die Rohstoffbasis von nach dem Airlaid-Verfahren hergestellten Wirrvliesstoffen. Als klassischer Rohstoff sind gebleichte Weichholzkurzfasern (Fluff-pulp) zu bezeichnen, die im Industriemaßstab zu saugfähigen, voluminösen oder papierartigen Strukturen verarbeitet werden. Kurzfasern verschiedenster Arten fallen aber auch bei Recyclingprozessen oder als Produktionsabfälle an. Die Verknüpfung des Recyclinggedankens mit einem hochproduktiven Verfahren zur Kurzfaserverarbeitung stellt die wesentliche Motivation des abgeschlossenen Projektes dar. Die wesentliche Zielsetzung besteht in der erstmaligen Applikation des Airlaid-Vliesbildungsverfahrens auf die Verarbeitung von mit geeigneten Mitteln aus unterschiedlichsten Textilglas-Abfällen aufbereiteten Textilglas-Rezyklatfasern. Die Kombination des Verfahrens und der damit herstellbaren speziellen Wirrvliesstruktur mit den funktionellen Eigenschaften bisher nicht oder nur schwer verwertbarer Faserstoffe ist Grundlage für die Entwicklung von innovativen Produktideen außerhalb der heute für Airlaid-Produkte üblichen oben genannten Produktbereiche. Technische Basis ist eine Airlaid-Versuchsanlage, die nach dem M&J-Prinzip arbeitet. Ursprünglich als Versuchsstand geplant, konnte im Rahmen einer Projekterweiterung die Integration in eine bereits bestehende Airlay-Anlage eine quasi kontinuierliche Arbeitsweise realisiert werden. Die Produktmäßige Zielstellung bestand in einer Dämmtapete auf Basis von rezyklierten Glaskurzfasern mit durch den Zusatz anderer Fasern einstellbaren Funktionalitäten wie Feuchteaufnahmevermögen und Schwerentflammbarkeit. Die Zumischung thermoplastischer Schmelzklebefasern mit angepasster Schnittlänge bildet die Voraussetzung der anschließenden Vliesverfestigung mittels Thermofusion. Funktionsmuster in verschiedenen Zusammensetzungen konnten im Flächenmassebereich von 400 g/m2 bis 700 g/m2 und Dicken von 4 mm bis 6 mm hergestellt und erprobt werden. Der erreichte Wärmedurchgangs-widerstand ist höher als der eines handelsüblichen Vergleichsmusters ist. Die Kaschierung mit einem Deckvlies (Malervlies) kann direkt bei der Vliesbildung oder in einem zweiten Arbeitsgang erfolgen und ergibt eine malerfertige Oberfläche. Synergien wurden anorganischen und organischen Kurzfasern wie Flusen aus der Altreifenaufbereitung, Schleifstäube aus der klassischen Filzherstellung oder, Basalt und Aluminium nachgewiesen. Die Projektergebnisse sind Grundlage bereits angelaufener Anschlussprojekt und einer Reihe von Kundenversuchen. Für eine Ergebnisumsetzung im großtechnischen Maßstab bedarf es neben weitergehenden Untersuchungen vor allem der Verfügbarkeit entsprechender Anlagenkapazitäten für die Herstellung von für Testreihen ausreichenden Versuchsmengen.

EXIST-Forschungstransfer: LiveSen

Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: LiveSen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie, Lehrstuhl für Analytische Chemie II durchgeführt. Das Ziel von LiveSen ist es mit unserer innovativen Biotechnologie und digitalen Lösungen die Landwirtschaft effizienter zu gestalten. Die Landwirtschaft ist die wichtigste Erwerbsquelle und größter Wirtschaftszweig der Welt und stellt die Versorgung der Bevölkerung mit Lebensmitteln sicher. Die Ernährung von bis zu 10 Milliarden Menschen - im Jahr 2050 - wird allerdings eine der größten Herausforderungen in den nächsten Jahrzehnten darstellen. Dazu muss laut Prognosen die Nahrungsmittelproduktion um bis zu 50% gesteigert werden. In Deutschland gibt es keine Möglichkeiten mehr die landwirtschaftliche Fläche zu erweitern. Um die verfügbare Fläche optimal zu nutzen ist ein verantwortungsvoller Umgang mit den vorhandenen Ressourcen notwendig und eine nachhaltige Düngung unerlässlich. Die Landwirte jedoch verzweifeln an den strengen Richtlinien und Umweltauflagen was man deutlich an den Protesten Anfang 2020 sehen konnte. Aus unserer Sicht sind die Landwirte 'Opfer von fehlender Technologie'. Um die Richtlinien einzuhalten müssen sie sich auf Erfahrungswerte und zeit- und kostenintensive Bodenanalysen verlassen. Und genau diese Informationen liefern wir ihnen. Mit unseren Biosensoren ist es den Landwirten möglich den Nährstoffgehalt in ihren Pflanzen direkt auf dem Feld zu bestimmen. Kosteneffizient, präzise und zeitnah. Die gewonnen Daten werden in die Cloud hochgeladen und automatisch mittels eines Algorithmus mit anderen verfügbaren Informationen - wie zum Beispiel Satelliten-, Wetter- und Bodendaten - verarbeitet. Hiermit erhält der Landwirt in einer App nicht nur die Informationen zum Zustand seines Feldes, sondern darüber hinaus eine Karte zur optimalen Düngung, die er direkt zur Steuerung seiner landwirtschaftlichen Maschinen verwenden kann. Durch die bedarfsgerechte Düngung der Pflanzen wird bis zu 10% mehr Ertrag bei bis zu 20% weniger Düngemitteleinsatz erzielt. Dadurch ist es möglich die verfügbare Fläche optimal zu nutzen.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ameno GmbH - Standort Braunschweig durchgeführt. Das Projekt EXDIMUM hat zum Ziel, das Extremwassermanagement im Spektrum komplexer Herausforderungen (wenig vs. viel Wasser, überregionaler vs. lokaler Raum, lange vs. kurze Zeitspannen, Berghänge vs. Flachland, unterschiedliche Landnutzung mit Wald, Bergbau, Landwirtschaft und Stadt) durch das ganzheitliche Zusammenspiel multiskaliger Datenerhebung, Modellierung und daraus abgeleiteter Maßnahmen zu betrachten. Hierzu gehören neben der Nutzung von zeitlich und räumlich hochaufgelösten Satellitenaufnahmen und digitalen Geländemodellen insbesondere auch die gezielte zuverlässige Erhebung von terrestrischen Sensordaten und deren zuverlässige Übertragung auch unter herausfordernden Witterungsbedingungen (etwa starkem Niederschlag oder Schneefall). Das Zusammenspiel dieser multimodalen Datenquellen für die Zustandserfassung und Szenarienanalyse dient als Basis für zielführende kurz- und langfristige Prognosen und aussichtsreiche Handlungsempfehlungen zum Umgang mit Wetterextremen. In diesem Teilprojekt wird die Datenplattform umgesetzt, welche als Schnittstelle zu der notwendigen Sensorik und anderen Datenquellen dient, die Algorithmik der künstlichen Intelligenz einbezieht und letztlich die Informationen und Empfehlungen mittels Nutzerinterface ausgibt.

Teilprojekt: Moving Lab

Das Projekt "Teilprojekt: Moving Lab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Verkehrsforschung durchgeführt. Das Teilprojekt 'Moving Lab' beteiligt sich in der ersten Projektphase an der Erhebung der Anforderungen der Stakeholder und Anwender im Rahmen von Gesprächen, Diskussionen und Workshops. Hierbei wird ein bestehendes Stakeholder-Netzwerk der Mobilitätsforschung zur Verfügung gestellt (u.a. Anbieter von Mobilitätsdienstleistungen, Betreiber von Informationsportalen zur Mobilität, Nutzerverbänden, Vereine). Auf Basis dieser Erkenntnisse beteiligt sich das Teilprojekt ferner an der nachfolgenden Ausgestaltung von Szenarien zur Anwendung der entwickelten Services und Applikationen in einem Erhebungsprojekt der urbanen Mobilitätsforschung. Es begleitet die Entwicklung und Implementierung dieser Services in bestehende Infrastrukturen und testet die Anwendbarkeit in laufenden Projekten und Erhebungen. Das Teilprojekt trägt dabei seine Expertise aus dem Gebiet der Mobilitätsforschung bei, wobei ein besonderer Fokus auf der Erhebung von personenbeziehbaren Daten und der Information der Probanden und der datenerhebenden Stellen über die Risiken und Nutzbarkeiten der erhobenen Daten und Informationen gelegt wird. Im Rahmen der Projektphase 'Pilotierung' bringt das Teilprojekt als Erhebungswerkzeug das MovingLab zum Einsatz. Mittels Smartphone und weiterer digitaler Eingabe- und Erhebungsgeräte werden Bewegungsdaten automatisch erhoben und über Befragungen mit kontextualen Informationen angereichert. Dabei wird in Freemove ein besonderes Augenmerk auf die Darstellung und Risiko-Kommunikation ggü. den Nutzern gelegt. Im Rahmen der Erhebungskampagne mit dem MovingLab werden mit ausgewählten Probanden Interviews und Fokusgruppen-Workshops durchgeführt, um explizit auf die Datenschutz-, Darstellungs- und Wahrnehmungsaspekte einzugehen. Auch über die Anwendung des MovingLab hinaus, begleitet das Teilprojekt weitere Erhebungen und die intensive Auswertung, Aufbereitung und Publikation der Erkenntnisse und der daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen.

FH-Impuls: i_city - KMU-Projekt - Lärm im Rahmen von Prognosen hörbar machen (HEAR)

Das Projekt "FH-Impuls: i_city - KMU-Projekt - Lärm im Rahmen von Prognosen hörbar machen (HEAR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wölfel Engineering GmbH + Co. KG durchgeführt. Mittels Methoden der digitalen Signalverarbeitung und den zur Verfügung stehenden Informationen moderner Lärmberechnungsprogramme soll Lärm im Rahmen von Prognosen hörbar gemacht werden (Auralisation) um dieses Thema auch für fachfremde Personen greifbar zu machen. Somit wird ein Hilfsmittel geschaffen, welches ermöglicht, dass Stadtplaner, Schallschutzgutachter, Lärmverursacher und Lärmbetroffene auf Augenhöhe miteinander diskutieren können.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EKPO Fuel Cell Technologies GmbH durchgeführt. Bis heute konnten PEM-Brennstoffzellensysteme in mobilen Anwendungen nicht in der Breite eingeführt werden. Trotz zahlreicher Vorteile gegenüber rein elektrischen Antrieben, liegt der Grund dafür vor allem in den höheren Systemkosten. Durch eine parallele Untersuchung und Optimierung der Kosten, Effizienz, Dynamik und Lebensdauer ist jedoch von einer zeitnahen Marktdurchdringung von PEM-Brennstoffzellensystemen auszugehen. Während die Materialwissenschaften und die Produktionstechnik in enger Zusammenarbeit die einzelnen Komponenten des Brennstoffzellenstacks optimieren und durch eine Hochskalierung der Produktion dessen Kosten reduzieren, ist es Aufgabe der Systemingenieure und Regelungstechnik das PEM-Brennstoffzellensystem bei einer hohen Effizienz und Dynamik zu betreiben, ohne die Lebensdauer zu mindern. Ziel des Projektes ist es daher, eine robuste Regelung für ein hochdynamisches PEM-Brennstoffzellensystem bei gleichzeitig hoher Lebensdauer zu entwickeln. Basierend auf Untersuchungen auf den bestehenden Prüfständen der Forschung und Industrie sollen mathematische Modelle für den Brennstoffzellenstack und seine Nebenaggregate erstellt und sukzessive für die Anwendung in der Regelung reduziert werden. Diese Modelle sollen neben dem dynamischen Verhalten ebenfalls die Degradation berücksichtigen. Validiert werden diese Modelle hinsichtlich Degradation durch Untersuchungen an real gealterten Komponenten der Stacks, die durch die EKPO durchgeführt werden. Mittels einer modellprädiktiven Regelung, welche auf Basis des echtzeitfähigen Modells des Brennstoffzellensystems sowie der Information von Zustandsbeobachtern durch die EKPO mitentwickelt wird, soll eine robuste und sichere Regelung realisiert werden. Eine Zustandserfassung und Lebensdauer-prognose soll darüber hinaus den Weg für prädiktive Wartungsstrategien ebnen, deren Beitrag im Rahmen einer TCO-Analyse quantifiziert werden soll.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pierburg GmbH durchgeführt. Bis heute konnten PEM-Brennstoffzellensysteme in mobilen Anwendungen nicht in der Breite eingeführt werden. Trotz zahlreicher Vorteile gegenüber rein elektrischen Antrieben, liegt der Grund dafür vor allem in den höheren Systemkosten. Durch eine parallele Untersuchung und Optimierung der Kosten, Effizienz, Dynamik und Lebensdauer ist jedoch von einer zeitnahen Marktdurchdringung von PEM-Brennstoffzellensystemen auszugehen. Während die Materialwissenschaften und die Produktionstechnik in enger Zusammenarbeit die einzelnen Komponenten des Brennstoffzellenstacks optimieren und durch eine Hochskalierung der Produktion dessen Kosten reduzieren, ist es Aufgabe der Systemingenieure und Regelungstechnik das PEM-Brennstoffzellensystem bei einer hohen Effizienz und Dynamik zu betreiben, ohne die Lebensdauer zu mindern. Ziel des Projektes ist es daher, eine robuste Regelung für ein hochdynamisches PEM-Brennstoffzellensystem bei gleichzeitig hoher Lebensdauer zu entwickeln. Basierend auf Untersuchungen auf den bestehenden Prüfständen der Forschung und Industrie sollen mathematische Modelle für den Brennstoffzellenstack und seine Nebenaggregate erstellt und sukzessive für die Anwendung in der Regelung reduziert werden. Diese Modelle sollen neben dem dynamischen Verhalten ebenfalls die Degradation berücksichtigen. Mittels einer modellprädiktiven Regelung, welche auf Basis des echtzeitfähigen Modells des Brennstoffzellensystems sowie der Information von Zustandsbeobachtern entwickelt wird, soll eine robuste und sichere Regelung realisiert werden. Eine Zustandserfassung und Lebensdauer-prognose soll darüber hinaus den Weg für prädiktive Wartungsstrategien ebnen, deren Beitrag im Rahmen einer TCO-Analyse quantifiziert werden soll.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FEV Europe GmbH durchgeführt. Bis heute konnten PEM-Brennstoffzellensysteme in mobilen Anwendungen nicht in der Breite eingeführt werden. Trotz zahlreicher Vorteile gegenüber rein elektrischen Antrieben, liegt der Grund dafür vor allem in den höheren Systemkosten. Durch eine parallele Untersuchung und Optimierung der Kosten, Effizienz, Dynamik und Lebensdauer ist jedoch von einer zeitnahen Marktdurchdringung von PEM Brennstoffzellensystemen auszugehen. Während die Materialwissenschaften und die Produktionstechnik in enger Zusammenarbeit die einzelnen Komponenten des Brennstoffzellenstacks optimieren und durch eine Hochskalierung der Produktion dessen Kosten reduzieren, ist es Aufgabe der Systemingenieure und Regelungstechnik das PEM-Brennstoffzellensystem bei einer hohen Effizienz und Dynamik zu betreiben, ohne die Lebensdauer zu mindern. Ziel des Projektes ist es daher, eine robuste Regelung für ein hochdynamisches PEM-Brennstoffzellensystem bei gleichzeitig hoher Lebensdauer zu entwickeln. Basierend auf Untersuchungen auf den bestehenden Prüfständen der Forschung und Industrie sollen mathematische Modelle für den Brennstoffzellenstack und seine Nebenaggregate erstellt und sukzessive für die Anwendung in der Regelung reduziert werden. Diese Modelle sollen neben dem dynamischen Verhalten ebenfalls die Degradation berücksichtigen. Mittels einer modellprädiktiven Regelung, welche auf Basis des echtzeitfähigen Modells des Brennstoffzellensystems sowie der Information von Zustandsbeobachtern entwickelt wird, soll eine robuste und sichere Regelung realisiert werden. Eine Zustandserfassung und Lebensdauerprognose soll darüber hinaus den Weg für prädiktive Wartungsstrategien ebnen, deren Beitrag im Rahmen einer TCO-Analyse quantifiziert werden soll. Die FEV wird im Rahmen des Projektes maßgeblich an der Modellierung der Alterung der verschiedenen Komponenten des Brennstoffzellensystems mitwirken und so mit an der Grundlage für die modellprädiktive Regelung forschen.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, Lehrstuhl für Thermodynamik mobiler Energiewandlungssysteme durchgeführt. Bis heute konnten PEM-Brennstoffzellensysteme in mobilen Anwendungen nicht in der Breite eingeführt werden. Trotz zahlreicher Vorteile gegenüber rein elektrischen Antrieben, liegt der Grund dafür vor allem in den höheren Systemkosten. Durch eine parallele Untersuchung und Optimierung der Kosten, Effizienz, Dynamik und Lebensdauer ist jedoch von einer zeitnahen Marktdurchdringung von PEMBrennstoffzellensystemen auszugehen. Während die Materialwissenschaften und die Produktionstechnik in enger Zusammenarbeit die einzelnen Komponenten des Brennstoffzellenstacks optimieren und durch eine Hochskalierung der Produktion dessen Kosten reduzieren, ist es Aufgabe der Systemingenieure und Regelungstechnik das PEM-Brennstoffzellensystem bei einer hohen Effizienz und Dynamik zu betreiben, ohne die Lebensdauer zu mindern. Ziel des Projektes ist es daher, eine robuste Regelung für ein hochdynamisches PEM-Brennstoffzellensystem bei gleichzeitig hoher Lebensdauer zu entwickeln. Basierend auf Untersuchungen auf den bestehenden Prüfständen der Forschung und Industrie sollen mathematische Modelle für den Brennstoffzellenstack und seine Nebenaggregate erstellt und sukzessive für die Anwendung in der Regelung reduziert werden. Diese Modelle sollen neben dem dynamischen Verhalten ebenfalls die Degradation berücksichtigen. Mittels einer modellprädiktiven Regelung, welche auf Basis des echtzeitfähigen Modells des Brennstoffzellensystems sowie der Information von Zustandsbeobachtern entwickelt wird, soll eine robuste und sichere Regelung realisiert werden. Eine Zustandserfassung und Lebensdauer-prognose soll darüber hinaus den Weg für prädiktive Wartungsstrategien ebnen, deren Beitrag im Rahmen einer TCO-Analyse quantifiziert werden soll.

Sensitivitätsanalysen zu Unfallablauf und Quellterm zu den Ereignissen in Fukushima, Blöcke 2 und 3 im Rahmen des OECD/NEA Projektes ARC-F

Das Projekt "Sensitivitätsanalysen zu Unfallablauf und Quellterm zu den Ereignissen in Fukushima, Blöcke 2 und 3 im Rahmen des OECD/NEA Projektes ARC-F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Vorhabensziele sind die fachliche Begleitung des OECD/NEA Projektes ARC-F 'Analysis of Information from Reactor Buildings and Containment Vessels of Fukushima Daiichi NPS' mit Analysen a) mit ATHLET-CD und COCOSYS (Programmsystem AC2) zu den Unfallabläufen in den baugleichen Blöcken 2 und 3 in Fukushima Daiichi und b) zur Rückrechnung der Freisetzung von Spaltprodukten (Quellterm) aus den Anlagen basierend auf radiologischen Messdaten mittels einer von der GRS entwickelten Methode. Das Forschungsvorhaben schließt an das 2018 beendete OECD/NEA Projekt BSAF 'Benchmark Study of the Accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station' (Phase I and II) an, nutzt die dort entwickelten Methoden und setzt die Unfallanalysen fort.

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