Ultrafeine Partikel haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Diese sogenannten Nanopartikel sind vielfaeltig anwendbar, wie z.B. als Ausgangsmaterialien fuer hochfeste Werkstoffe, in Gassensoren, als Katalysatoren, in Arzneimitteln und in Testaerosolen fuer die Heissgasentstaubung. Es wurde eine Anlage zur Nanopartikelerzeugung durch Laserverdampfung entwickelt. Zur Herstellung wird Aluminiumoxidkeramik, Graphit, Kupfer oder Aluminium mit einem C02-Laser verdampft. Aus der Kondensation entstehen kugelfoermige Primaerpartikel in einem Groessenbereich zwischen 10 und 500 Nanometern. Nach der Erstarrung koennen die Partikel durch Agglomeration unregelmassig geformte Ketten oder Flocken bilden. Deshalb wird das Aerosol so weit verduennt, dass Kollisionen der Partikel unwahrscheinlich werden und damit die Agglomerationswahrscheinlichkeit stark reduziert wird. Das zu verdampfende Material, in Form eines runden Targets, ist unter einen Drehteller montiert, der in Rotation versetzt und gleichzeitig horizontal verschoben wird. Der Laserstrahl wird von unten auf das Target fokussiert und hinterlasst durch die Targetbewegung eine spiralfoermige Bahn auf der Materialoberflaeche. Das Material verdampft lokal im Laserfokus. Der Dampf wird durch radial zustroemendes Argon in einen Sinterkegel unterhalb des Targets transportiert, wo in der heissen Zone die Kondensation und Koagulation stattfindet. In diesem Bereich bleiben die Partikel durch Absorption der Laserstrahlung fluessig, unterhalb der heissen Zone erstarren sie. Durch die Volumenaufweitung des Kegels nach unten und das seitliche Zustroemen von Argon nimmt die Partikelkonzentration von oben nach unten stark ab. Die Partikel werden auf einer Filtermembran abgeschieden und mit einem Rasterelektronenmikroskop auf Groesse, Form und Agglomerationsgrad untersucht. Neben dem Ziel der Nanopartikelerzeugung werden die zugrundeliegenden Prozesse Verdampfung, Kondensation und Koagulation sowohl experimentell als auch theoretisch detailliert untersucht.
Für den im Gesamtprojekt geplanten schwimmenden Wasserstofferzeuger mit Speicherung des Wasserstoffs in LOHC wird untersucht welchen Einfluss die Wellenbewegungen bzw. die Bewegung der Plattform auf das Betriebsverhalten des Hydrierreaktors hat. Dazu wird ein vereinfachter Labor-Hydrierreaktor auf einer maschinell schwenkbaren Plattform aufgebaut, betrieben und auf seine Leistungsfähigkeit und die Stabilität des Betriebsverhaltens hin untersucht. Sollten sich negative Einflüsse der Bewegung auf die Leistungsfähigkeit und Betriebsstabilität ergeben werden strömungsregulierende Einbauten in den Reaktor auf ihre Wirksamkeit untersucht. Weiterhin wird der Einfluss von Verunreinigungen im LOHC, wie sie unter Offshore-Bedingungen zu erwarten sind, untersucht. Die zu betrachtenden Verunreinigungen sind im wesentlichen Wasser und Natriumchlorid, die durch Verschleppungen beim Transport und Umschlag des LOHC auf See in das System gelangen können. Es wird sowohl der Einfluss der Verunreinigungen auf die Leistungsfähigkeit des verwendeten Katalysators als auch auf die mögliche Bildung von Nebenprodukten untersucht. Diese Untersuchungen werden in enger Zusammenarbeit mit den Arbeitspaketen zur Simulation der Fluiddynamik im Reaktor und zur Bewegung der Plattform durchgeführt. In weiteren Arbeitspaketen wird anhand der zu erzielenden Leistung der Gesamtanlage die Kennzahlen des LOHC-Anlagenteils ermittelt und eine Grobauslegung des Hydrierreaktors durchgeführt. Des Weiteren wird die LOHC-Anlage in die Gesamtanlage integriert, ganz besonders soll hierbei die anfallende Wärmeleistung des Hydrierreaktors zum Betrieb der Gesamtanlage genutzt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Anlagenplanung ein, die letztlich in das finale Design eines 5 MW-Prototypen mündet.
Im Rahmen der in Deutschland stattfindenden Energiewende werden zur Substituierung fossiler Energieträger zunehmend erneuerbare Energien eingesetzt. Die regelmäßige Verfügbarkeit dieser Energiequellen ist nur bei einem kleinen und kaum erweiterbaren Teil, hauptsächlich der Wasserkraft und der Biomasseverwertung, gegeben. Die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger der erneuerbaren Energien (Wasserstoffwirtschaft) erscheint aufgrund hoher Anfangsinvestitionen zur Umrüstung der auf Kohlenwasserstoffen basierenden Energieinfrastruktur sowie der geringen volumetrischen Energiespeicherdichte des Wasserstoffs problematisch. Eine interessante Möglichkeit zur Lösung der Speicherproblematik bei gleichzeitiger Beibehaltung der vorhandenen Infrastruktur besteht in der Herstellung von Methanol aus Kohlendioxid und Elektrolyse-Wasserstoff, der mittels erneuerbarer Energien erzeugt wird. Durch eine stoffliche Nutzung von Kohlendioxid lassen sich in Folge CO2 ?Emissionen mindern, und CO2 wird dadurch in einem Kreislauf genutzt, ohne dass die Atmosphäre durch zusätzliche Emissionen belastet wird. Für die Umsetzung dieses Konzepts müssen geringe Systemkosten bei hohen Wirkungsgraden erreicht werden. Beide Kriterien sprechen für die Nutzung der Hochtemperaturelektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff für eine anschließende Kohlenwasserstoffsynthese. Bisher wurden in Hochtemperatur?Elektrolyseuren sauerstoffleitende Elektrolyte verwendet. Das Teilvorhaben der Professur für Technische Thermodynamik innerhalb des Verbundprojektes umfasst die Charakterisierung der eingesetzten Katalysatoren sowie deren Wirkungsweise und die Untersuchung der katalytischen Prozesse mit experimentellen Methoden. Damit soll der Gesamtprozess hinsichtlich der Katalysatoren optimiert werden.
Das Projekt unterstützt den Aufbau einer sicheren digitalen Infrastruktur, um den netzseitigen Herausforderungen der weiteren Energie- und Verkehrswende zu begegnen und eine effiziente Ausnutzung der bestehenden Verteilnetze zu unterstützen. Durch das Angebot von Mehrwertlösungen auf Basis des Controllable Local System (CLS)-Kanals, also der 'Steuerungsschnittstelle' eines Smart Meter Gateways, werden weitere Kundengruppe für den Aufbau dieser digitalen Infrastruktur erschlossen. Diese damit erreichten Skaleneffekte führen wiederum dazu, dass Infrastruktur und Mehrwerte kostengünstiger angeboten werden können und fungieren damit gleichzeitig als Katalysator für die Energiewende. Um die o.g. Effekte zu realisieren, wird das Projekt eMpowerSYS die gesamte Prozesskette vom grundzuständigen Messstellenbetreiber über die WAN-Kommunikation bis zum Letztverbraucher/Kunden abbilden Ziel ist die Realisierung einer technischen Lösung im Feld, die in der Lage ist, die Mehrwerte auf Basis des intelligenten Messsystems als sicherer Kommunikationsanker anzubieten und zu steuern. Dabei stehen attraktive Kundenangebote (Smart Home & Building) ebenso im Fokus wie eine effiziente und wirtschaftliche Nutzung der Stromnetze (Smart Grid, Smart Mobility) oder Smart City-Funktionalitäten (exemplarisch Steuerung der Straßenbeleuchtung).
Chrom ist ein in der Erde weit verbreitetes, in vielen Mineralen vorkommendes Element, das für Mensch und Tier lebensnotwendig ist. Es existiert in mehreren Oxidationsstufen, doch nur die drei- und sechswertigen Verbindungen sind im Boden stabil. Unbelastete Böden haben Chromgehalte zwischen 5 und 100 mg/kg. Der regionale Clarke des Erzgebirges beträgt 52 mg/kg (Totalgehalte). Chrom wird über die Metallurgie und Cr-verarbeitenden Industrien (Farben, Legierungen, Katalysatoren, Beizen, Poliermittel, Bauindustrie) anthropogen in die Umweltmedien eingetragen. In den Böden kann es durch Düngung (Cr im Thomasphosphat) und Klärschlammaufbringung noch zu einer zusätzlichen Belastung mit Chrom kommen. Die regional unterschiedliche Verteilung des Chroms in den sächsischen Böden resultiert aus der geogenen Spezialisierung der Substrate. Bei der Bodenbildung kommt es i. d. R. zu keiner größeren An- bzw. Abreicherung von Chrom. Die Gehalte der Böden liegen in etwa in der Höhe der Ausgangsgesteine. In den nördlichen bzw. nordwestlichen Landesteilen dominieren in den Böden über weitgehend sandigen Lockergesteinen niedrige Chromgehalte unter 20 mg/kg. Die Böden über sauren Magmatiten und Metamorphiten sowie über den Sandsteinen der Elbtalkreide und den Granodioriten der Lausitz liegen ebenfalls im unteren Gehaltsbereich. Über den stärker lössbeeinflussten Lockersedimenten, den Rotliegend-Sedimenten sowie den Tonschiefern, Phylliten, Glimmerschiefern und Paragneisen des Erzgebirges steigen die Chromgehalte in den Böden auf etwa 30 - 40 mg/kg an. Die höchsten Gehalte ( 100 mg/kg) treten in Sachsen punktuell über basischen Vulkaniten (Basalte, Serpentinite, Gabbros), über den größere Flächen bildenden Diabasen des Vogtlandes und lokal über Cr-haltigen Mineralisationen und Verwitterungsbildungen auf (Ni-Hydrosilikate bei St. Egidien). Serpentinite z. B. können bis zu 2000 mg/kg Chrom (Totalgehalte) enthalten. In den Auenböden treten deutliche Beziehungen zwischen den Chromgehalten und den Gesteinen der jeweiligen Einzugsgebiete auf. Die Auenböden der Weißen Elster, der Mulde und der Elbe (Einzugsgebiet Erzgebirge /Vogtland) führen mittlere bis leicht erhöhte Gehalte. Die Gehalte in den Flussauen der Lausitz sind dagegen deutlich niedriger. Infolge der unterschiedlichen Bindungsformen des Chroms in den Primärsubstraten ist die Umrechnung von Cr-Totalgehalten in Cr-Königswassergehalte (KW) äußerst problematisch. Praktische Erfahrungen bei den Bodenuntersuchungen zeigen, dass die KW-Gehalte von basischen bis ultrabasischen Magmatiten und Metamorphiten gegenüber den Totalgehalten bis zu ca. 50 % niedriger sind. Die geochemische Spezialisierung der basischen Substrate tritt deshalb im Kartenbild nur in abgeschwächter Form in Erscheinung. Die in der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) festgelegten Prüfwerte für den Wirkungspfad Boden-Mensch (KW-Gehalte) werden in Sachsen nur punktuell über den o. g. basischen und ultrabasischen Gesteinen überschritten. Im Vogtland kommt es über den Diabasen z. T. flächenhaft zur Überschreitung der Cr-Vorsorgewerte, wobei auf Grund der natürlichen Bindungsform aber keine verstärkte Freisetzung im Boden zu erwarten ist.
Das Projekt unterstützt den Aufbau einer sicheren digitalen Infrastruktur, um den netzseitigen Herausforderungen der weiteren Energie- und Verkehrswende zu begegnen und eine effiziente Ausnutzung der bestehenden Verteilnetze zu unterstützen. Durch das Angebot von Mehrwertlösungen auf Basis des Controllable Local System (CLS)-Kanals, also der 'Steuerungsschnittstelle' eines Smart Meter Gateways, werden weitere Kundengruppe für den Aufbau dieser digitalen Infrastruktur erschlossen. Diese damit erreichten Skaleneffekte führen wiederum dazu, dass Infrastruktur und Mehrwerte kostengünstiger angeboten werden können und fungieren damit gleichzeitig als Katalysator für die Energiewende. Um die o.g. Effekte zu realisieren, wird das Projekt eMpowerSYS die gesamte Prozesskette vom grundzuständigen Messstellenbetreiber über die WAN-Kommunikation bis zum Letztverbraucher/Kunden abbilden Ziel ist die Realisierung einer technischen Lösung im Feld, die in der Lage ist, die Mehrwerte auf Basis des intelligenten Messsystems als sicherer Kommunikationsanker anzubieten und zu steuern. Dabei stehen attraktive Kundenangebote (Smart Home & Building) ebenso im Fokus wie eine effiziente und wirtschaftliche Nutzung der Stromnetze (Smart Grid, Smart Mobility) oder Smart City-Funktionalitäten (exemplarisch Steuerung der Straßenbeleuchtung).
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 2545 |
| Europa | 102 |
| Global | 1 |
| Kommune | 4 |
| Land | 80 |
| Weitere | 32 |
| Wirtschaft | 16 |
| Wissenschaft | 837 |
| Zivilgesellschaft | 110 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 86 |
| Daten und Messstellen | 7 |
| Ereignis | 3 |
| Förderprogramm | 2368 |
| Gesetzestext | 82 |
| Lehrmaterial | 2 |
| Text | 116 |
| Umweltprüfung | 12 |
| unbekannt | 22 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 175 |
| Offen | 2381 |
| Unbekannt | 60 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 2472 |
| Englisch | 271 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 64 |
| Bild | 4 |
| Datei | 59 |
| Dokument | 110 |
| Keine | 1682 |
| Unbekannt | 2 |
| Webseite | 838 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1781 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1807 |
| Luft | 1515 |
| Mensch und Umwelt | 2616 |
| Wasser | 1418 |
| Weitere | 2543 |