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Iridium

Systemraum: Erzförderung bis Iridium in Regionalen Lagern Geographischer Bezug: Europa Zeitlicher Bezug: 2000-2004 Weitere Informationen: vergesellschaftet mit Platin: ca. 0,3 bis 0,4 g/10 g Platin ; Anteil an gesamter PGM-Prod.: ca. 37/542 Die Bereitstellung von Investionsgütern wird in dem Datensatz nicht berücksichtigt. Allgemeine Informationen zur Förderung und Herstellung: Art der Förderung: Untertage- und Tagebau Roherz-Förderung: Südafrika 90%, Russland, Zimbabwe Rohmetall-Herstellung: Deutschland 40% (Heraeus) Abraum: k.A.t/t Produktionsmenge: 37t/a Reserven: k.A.t Statische Reichweite: k.A.a

Ir-arme hocheffiziente MEA für PEM Elektrolysestack im MW-Bereich

Das Projekt "Ir-arme hocheffiziente MEA für PEM Elektrolysestack im MW-Bereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG durchgeführt. Im Verbundvorhaben IRIDIOS wird eine großskalige Realisierbarkeit der PEM EL Technologie durch die signifikante Reduzierung des Ir-Gehalts bei gleichzeitig hocheffizientem und langlebigem Betrieb in dementsprechenden MEA-Konzepten demonstriert. Hierzu ist das Projekt in den drei Säulen der Komponentenskalierung, Stack-Testung und Identifikation von Betriebseffekten mit begleitenden Laboruntersuchungen aktiv und wird in allen drei Bereichen den Übergang vom Labor bzw. Pilot-Maßstab in den industriellen 'MW-Bereich' vollziehen. Ziel des Projekts ist es einer Limitierung für die PEM (Proton Exchange Membran) Elektrolyse durch die knappe Ressource Iridium entgegen zu wirken. Dementsprechend werden in diesem Projekt durch das Konsortium im vorab genannten Handlungsrahmen Materialien mit deutlich geringerem Iridium-Anteil und die entsprechenden Ir-armen Elektroden, basierend auf neuartigen hocheffizienten Membranmaterialien auf relevanter MW-Ebene in einem Stack im Elektrolyseur des Partnerprojekts PEP.IN demonstriert. Hier sollen neben der Machbarkeit eines solch geringen Iridium-Einsatzes vor allem auch die Langlebigkeit und mögliche Alterungseffekte betrachtet werden, um entsprechende Anpassungen in der Material - und Komponentenentwicklung zu implementieren. Neben der Koordinationsfunktion, die Heraeus für dieses Projekt einnehmen wird, werden sich die Aktivitäten auf das Aktivmaterial konzentrieren. Diese Arbeiten werden sich im AP1 einerseits auf das bereits in den Vorgängerprojekten vorentwickelte geträgerte Iridium-haltige Material für die erste Ausstattung des Demonstrators (AP1.1) fokussieren, als auch auf die Unterstützung bei der Weiterentwicklung und insbesondere Skalierung der strukturierten Ir-Katalysatoren der Partner LMU und FZJ.

Teilvorhaben P0-2

Das Projekt "Teilvorhaben P0-2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Department Chemie, Physikalische und Theoretische Chemie, Lehrstuhl Physikalische Chemie durchgeführt. Titel: Materialsynthese Ir-basierter Anodenkatalysatoren mit geringer Ir-Packungsdichte. Aufgrund des stetig ansteigenden Energiebedarfs sowie der anvisierten Dekarbonisierung des Energiesektors ist der Ausbau von erneuerbaren Energien (Wind- und Solarstrom) unabdingbar. Im Zuge dessen nimmt die Bedeutung von elektrolytisch erzeugtem Wasserstoff, der entweder direkt im Verkehrssektor B(Brennstoffzellenfahrzeugen) oder in der Industrie (Ammoniaksynthese, Raffinerieprozesse etc.) Einsatz finden kann, stetig zu. Der Technologiepfad I adressiert aktuelle Herausforderungen der Wasserelektrolyse (auf dem Weg der Polymer-Membran Elektrolyse), nämlich von der grundlegenden Materialforschung und -entwicklung, über die angewandte industrielle Entwicklung bis hin zur wirtschaftlichen Gesamtanalyse. Ziel des vorliegenden Projektes (Task 1,1 in enger Zusammenarbeit mit Prof. Fattakhova-Rohlfing, FZJ) ist die Entwicklung skalierbarer Synthesen von nanoskaligen, Iridium-basierten OER-Katalysatoren auf hochporösen Trägermaterialien mit hoher OER Aktivität/Stabilität bei geringer Packungsdichte des seltenen Iridiums. Dabei werden zwei verschiedene Ansätze sowie deren Kombination verfolgt: 1) Optimierung der Syntheseverfahren zur Herstellung von nanoskaliger OER Katalysatoren auf Oxidträgern am FZJ (Task 1.1a) und Identifikation der Alterungsmechanismen (mit IEK-11/HIERN, HZB und TUM). 2) Entwicklung nanostrukturierter hochporöser Trägersysteme mit durch verschiedene Template gesteuerter Morphologie sowie Beschichtung mit ultradünnen Iridium-basierten OER-Katalysatorschichten an der LMU (Task 1.1b) sowie Bestimmung von deren OER Aktivität und Degradationsstabilität (in Zusammenarbeit mit IEK-1/HIERN). Beide Ansätze kombiniert bilden das letzte Task (1.1c), in welchem die Morphologie sowie die Katalysatorbeschichtung für eine Integration in MEAs (Kooperation mit TUM TEC, Task 4,1) optimiert und skaliert wird. Die Skalierbarkeit der Synthesen wird zusammen mit Heraeus evaluiert.

Teilprojekt TU Berlin

Das Projekt "Teilprojekt TU Berlin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Zentrales Thema des Teilprojektes ist die deutliche Beschleunigung der Katalysatorentwicklung durch den Einsatz eines parallelisierten Synthesesystems. Das Synthesesystem soll die Erforschung von Iridium-armen, effizienten und kostengünstigen Katalysatoren ermöglichen und verkürzen. Die neuentwickelten Materialien werden für die Eignung in Elektrolyseuren getestet und erfolgsversprechende Materialien werden aufskaliert und detailliert hinsichtlich ihrer physikochemischen Eigenschaften charakterisiert. Die Anwendung der Katalysatoren in realen Elektrolyseuren wird durch Übergabe an die Projektpartner gewährleistet.

Teilprojekt LIKAT

Das Projekt "Teilprojekt LIKAT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. In den nächsten 100 Jahren wird bei stetig wachsendem Energieverbrauch der Bedarf an Iridium die möglichen verfügbaren Ressourcen übersteigen. Dadurch wird auch der Preis des Iridiums sowie der darauf basierenden Technologien kontinuierlich ansteigen. Ein Ausbau der PEM-Elektrolysekapazitäten im großen Maßstab lässt sich daher langfristig nur umsetzen, wenn der Iridium-Einsatz signifikant reduziert wird. Das Projekt zielt daher auf die Reduzierung des Iridium-Gehalts auf der PEM-Anode unter Beibehaltung der katalytischen Aktivität durch Beimischung eines weiteren Metalls (z.B. durch Legierungsbildung), Verbesserung der Morphologie, der Verteilung und der Partikelgrößen durch alternative Syntheserouten sowie die Erhöhung der Korrosionsstabilität durch Dotierung des Trägermaterials. Erfolgreiche Kandidaten sollen dem Teilprojekt SEGIWA (TP1a) zur Verfügung gestellt werden.

Entwicklung und Erprobung eines Elektrolyseurs auf Basis der Hochtemperatur-PEM-Technologie (HT-PEM-EL)

Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Elektrolyseurs auf Basis der Hochtemperatur-PEM-Technologie (HT-PEM-EL)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsinstitut Edelmetalle und Metallchemie (fem) durchgeführt. Bei der Elektrolyse werden mittels elektrochemischer Prozesse Wasser und Elektrizität zu Wasserstoff umgesetzt. Auf diese Weise ist es möglich, die durch Primärenergieträger gewonnene elektrische Energie, beispielsweise von erneuerbaren Energiequellen, dezentral für die Speicherung zu verwenden. In diesem Projekt soll Wasserstoff mittels Hochtemperatur-Wasserdampf-Elektrolyse erzeugt werden. Die Polymer-Elektrolyt-Membranen werden bei Arbeitstemperaturen zwischen 160 und 180 C eingesetzt, um eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit zu erzielen. Am fem werden Verfahren zur reproduzierbaren Beschichtung der ausgewählten porösen Stromverteiler mit geeigneten Katalysatoren erarbeitet. Auf der Sauerstoffseite sollen dabei kohlenstofffreie Iridium-Oxid oder Iridium-Ruthenium-Oxid Katalysatoren auf der Stromverteiler-Struktur aufgebracht werden. Die Applikation soll mittels Sol-Gel-Verfahren und thermischer Zersetzung erfolgen.

Sub project: Spherule layers in the 2011 ICDP drilling in the Barberton Mountain Land: Early impact record on Earth

Das Projekt "Sub project: Spherule layers in the 2011 ICDP drilling in the Barberton Mountain Land: Early impact record on Earth" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Museum für Naturkunde - Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung durchgeführt. The 2011 ICDP drilling 'Barberton Mountain Land' drilled relatively unweathered rare late Archean volcanic and sedimentary rocks including the oldest known impact ejecta layers on Earth. The chemical signature (high Iridium concentrations, Chromium isotopic ratios) of some of these up to tens of cm thick Archean spherule layers advocate that these ejecta deposits formed dominantly from extraterrestrial material. The ejecta layers contain millimeter sized spherules that are larger and form thicker layers compared to any impact ejecta layer known from Phanerozoic sediments, including the global ejecta layer of the Chicxulub impact catering event that terminated the Mesozoic era of Earths history. We propose to conduct 1) bulk chemical analyses of major and trace elements, 2) petrographic, micro-chemical and mineralogical characterization of the impact ejecta layers, and 3) LA-ICP-MS elemental mapping of platinum group element (PGE) distributions. This aims at 1) characterization of the ejecta layers, 2) identification of the phases hosting the extraterrestrial PGE signature, 3) discrimination of the primary geological evidence of the impact event from those characteristics that resulted from syn- and post-sedimentary alteration. We want to exploit the geological evidence for extracting key information regarding size, type and frequency of projectiles impacting the Archean Earth.

Teilvorhaben I1-2

Das Projekt "Teilvorhaben I1-2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. durchgeführt. Übergeordnetes Ziel innerhalb des Forschungsclusters im Kopernikus Projekt P2X Phase II ist die Überführung der Ergebnisse der grundlegenden Arbeiten aus Phase I in die Praxis. Die entwickelten Iridium-basierten Katalysatoren für die Anodenseite der PEM-Elektrolyse mit niedriger Edelmetallbeladung werden in Verbindung mit besonders dünnen Membranen in einen angepassten kommerziellen Stack im Leistungsbereich bis mehrere 100 kW integriert. Der Stack soll durch diese Maßnahmen eine gegenüber heutigen Systemen höhere maximale Leistungsdichte bei gleichzeitig hoher Effizienz erreichen. Dieser Schritt ist notwendig, um in einem zukünftigen Szenario mit im Bereich von 100 GW jährlichem Zubau an PEM-Elektrolyse-Leistung die spezifische Iridiumbeladung niedrig zu halten und so eine Verknappung und einen damit verbundenen Preisanstieg dieses seltenen Materials abzumildern. Gleichzeitig muss untersucht werden, ob die Stacks auch mit den dünnen, hocheffzienten low-Ir Membran-Elektroden-Einheiten eine ausreichend hohe Lebensdauer aufweisen. Das ZAE Bayern soll in Task 4.4 die Charakterisierung der Performance und die Untersuchung der Langzeitstabilität der von H-TEC bereitgestellten Short-Stacks mit Greenerity MEAs und Heraeus OER Katalysator übernehmen. Zudem soll auch der langfristige Iridiumverlust in realen PEM-Elektrolysezellen überprüft werden.

Singulett-Harvesting - Ein neues Verfahren für die OLED-Technologie

Das Projekt "Singulett-Harvesting - Ein neues Verfahren für die OLED-Technologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Regensburg, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Lehrstuhl für Physikalische Chemie durchgeführt. In diesem Projekt sollen spezielle rein organische, metall-freie Emittermaterialien für den Einsatz in OLEDs entwickelt werden, deren Emissionsmechanismus durch thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz bestimmt ist. Unter Verwendung dieser neuen Materialien in OLEDs resultiert der Singulett Harvesting Effekt. Durch diesen Mechanismus ist es möglich, OLEDs mit kurzen Emissionsabklingdauern herzustellen. Hierdurch können 'Roll-Off-Effekte' reduziert werden, die üblicherweise zu einem Abfall der Effizienz bei hohen Stromdichten führen. Die Herstellung effizienter OLEDs ist bis jetzt nur unter Verwendung teurer Metalle, wie Platin oder Iridium, möglich. Durch den Einsatz metall-freier Emittermaterialien können die Kosten für OLEDs deutlich gesenkt werden. Ein weiteres Ziel des Projektes ist es, metall-freie Blau- und Weißlichtemitter zu entwickeln, da die aktuell verfügbaren Metallkomplexe nur eine unzureichende Device-Lebensdauer ermöglichen. Neue, rein organische Emittermaterialien werden synthetisiert und hinsichtlich ihrer photo-physikalischen Eigenschaften untersucht. Ziel ist es, Zusammenhänge zwischen der chemischen Struktur und den physikalischen Eigenschaften herzustellen. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Bestimmung der Energiedifferenz zwischen dem niedrigsten Triplett- und dem darüberliegenden Singulett-Zustand. Die vielversprechendsten Materialien werden anschließend in Industrielabors getestet, um die Tragfähigkeit des Konzepts zu beweisen.

Teilvorhaben 3

Das Projekt "Teilvorhaben 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie, Professur für Anorganische Chemie 1 durchgeführt. Die Hauptzielsetzung des Projektes ist die stoffliche Nutzung von CO2 als Kohlenstoffbaustein für chemische Zwischenprodukte, die (i) sich wirtschaftlich darstellen lässt, (ii) effizient ist im Sinne der gesamten CO2- und Energiebilanz und (iii) ein großes Reduktionspotential an kohlenstämmigem CO2 bietet. Für eine wirtschaftliche und ökologisch nachhaltige stoffliche CO2-Nutzung sind regenerativ verursachte Schwankungen im Energieangebot attraktiv. Bisher ist die chemische Produktion auf ein konstantes Energieangebot ausgerichtet und optimiert. Daher müssen hier neue Modelle des Zusammenwirkens von Energiewirtschaft und Chemieindustrie entwickelt werden. Einerseits werden energieseitig stoffliche und elektrische Speicher benötigt. Andererseits gibt es in der chemischen Industrie starke Bestrebungen hin zu energieeffizienten Prozessen, die modular und flexibel sind. Schwerpunkt der TU ist die Entwicklung von Katalysatoren. Dabei werden Trägerkatalysatoren durch Precursor- und Fällungsmethoden hergestellt. Im Mittelpunkt stehen Synthesemethoden, welche eine Verkapselung von Edelmetallen wie Pd, Pt, Ir, Rh, Ru etc. mittels Mikroemulsionstechnik ermöglichen. Um die Stabilität und Aktivität der Katalysatoren zu erhöhen, werden Oxide der seltenen Erden eingesetzt. Die Katalysatoren werden zunächst in kleinen Mengen als Pulver synthetisiert. Für weiterführende Untersuchungen werden zudem Beschichtungsmethoden für keramische Träger entwickelt.

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