Das Projekt "CNT's erobern Märkte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Xperion Aerospace GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojektes CarboCar soll ein Werkstoffsystem geschaffen werden, das den Einsatz von Faser-Kunststoff-Verbunden in Außenhautanwendungen ermöglicht. Gesamtziel ist die Entwicklung und Bewertung von funktionsintegrierten Bauteilen mit Class-A-Oberfläche, .Zur Ableitung von eletrischen Ladungen soll die elektrische Leitfähigkeit von Profilen für die Luftfahrt verbessert werden. 2. Arbeitsplanung In AP 1 wird xperion an der Spezifizierung der Anforderungen im Lastenheft mitarbeiten. Als Luftfahrtzulieferer kennt Xp die Anforderungen der Luftfahrtindustrie sehr genau. In AP 2 wird xperion gemeinsam mit BL die Aspekte der Halbzeugherstellung einbringen.Im Bereich der Halbzeugentwicklung (APS) wird Xp die Verarbeitung der in AP 2 entwickelten Matrixwerkstoffe zur Herstellung von Profilen untersuchen. Dabei sind vor allem die Aspekte der Imprägnierung und Konsolidierung wichtig. In AP 4 übernimmt Xp gemeinsam mit JC die Federführung. 3. Ergebnisverwertung Schätzungen der beiden führenden Luftfahrtunternehmen prognostizieren in den nächsten Jahren einen hohen Bedarf an Bauteilen, die mit automatisierten Fertigungsverfahren hergestellt werden. Auf dieser Basis hat xperion die zu erwartenden Umsätze in die Ressourcenplanung eingearbeitet und damit entsprechend reagiert. Bei xperion werden Umsätze mit den derzeit verfügbaren Materialien von über 20 Mio. Euro pro Jahr erwartet. Eine weitere Umsatzsteigerung um bis zu 19 Mio. Euro pro Jahr wird durch den Einsatz von Nanopartikeln erwartet. Durch den Ersatz von Aluminiumstrukturen, die bis dahin zur Ableitung von statischen Aufladungen genutzt wurden, können weitere Märkte erschlossen werden. Der Einsatz von Erdungskabeln kann durch leitende Strukturen weiter verringert werden. Die Anwendungen bleiben nicht nur auf Profile für Stringer, die im Intervall-Heißpressverfahren hergestellt werden begrenzt, sondern können auch auf Umformtechniken und damit auf jegliche Art von Bauteilen angewendet werden.
Das Projekt "Anoden auf CNT-Basis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme durchgeführt. Stand der Technik sind bei Lithium-Ionen-Batterien Anoden, die aus Graphit bestehen. Nanokristallines Silicium lässt noch höhere Ladungskapazitäten zu. Nachteilig sind jedoch die geringe Leitfähigkeit des Siliciums und die Pulverisierung infolge der zyklischen Ladevorgänge. Ein aussichtsreiches Material sind auch Carbon Nanotubes (CNT). Für ungerichtete CNT werden spezifische Kapazitäten bis 180 F/g angegeben. CNT-Rasenstrukturen ermöglichen theoretisch eine weitere Erhöhung der Kapazität. Das IKTS verfolgt das Ziel, Anoden mit vertikal ausgerichteten CNT auf technisch aussichtsreichen Stromableitern herzustellen, die eine weitere Steigerung von Kapazität und Leistungsdichte bei hoher elektrochemischer Stabilität erlauben. Ein erster Schwerpunkt ist die Herstellung von gerichteten CNT-Strukturen auf elektrisch leitfähigen Unterlagen, d.h. auf aussichtsreichen Materialien für den Stromableiter. Durchgeführt werden Untersuchung zum Einfluss von Länge, Durchmesser, Ausrichtung, Dichte und Art der CNT auf die spezifische Kapazität. Eine weitere Aufgabe besteht in der Evaluierung verschiedener leitfähiger Unterlagen auf denen ein optimales CNT-Wachstum erzielt werden kann, wobei Kupfer im Fokus steht. Aufbauend auf dem ersten Arbeitspaket erfolgt die Evaluierung von Strukturen, die aus Kombinationen von gerichteten Carbon-Nanotubes und Silicium-Nanopartikeln bestehen. Die Herstellung erfolgt durch eine der CNT-Herstellung nachgeschaltete Siliciumabscheidung Solche Strukturen sind aussichtsreiche Kandidaten für das Erreichen noch höherer Ladungskapazitäten und Leistungsdichten. Die elektrochemische Charakteristik der im IKTS entwickelten Anoden auf CNT-Basis wird in einer Lithium-Ionenbatteriezelle am Fraunhofer ISC gemessen und mit anderen Anodentypen verglichen. Ausgewählt wird dann die Anode mit der höchsten Ladungskapazität und den günstigsten Herstellungskosten.
Das Projekt "CNTs erobern Märkte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe GmbH durchgeführt.
Das Projekt "Pflanze am Beispiel TiO2, CeO2, MWCNT und Quantum dots" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AUD Analytik- und Umweltdienstleistungs GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, den Verbleib von Nanopartikeln in Wasseraufbereitungsanlagen zu untersuchen und explizit die mögliche Aufnahme von Nanopartikeln aus Klärschlämmen in Pflanzen zu bewerten. Für Nanopartikel sind Kenntnisse zum geschlossenen Prozessverständnis und Verbleib entlang der Kausalkette der Abwasserbehandlung und Entsorgung während der mechanischen, biologischen und chemischem Reinigung, der Freisetzung über geklärte Wässer bzw. den Klärschlamm, deren weiterer Transport über den Bodenwasserpfad bis in die Pflanze bisher unzureichend. Die Bioverfügbarkeit und die mögliche Einführung von Nanopartikeln in die Nahrungskette aus den der landwirtschaftlichen Verwertung zugeführten Klärschlämmen (Dünger, Landschaftsbau) wird anhand von Untersuchungen zur Partikelaufnahme in Pflanzen untersucht. Die Datenrecherche hat insbesondere die Ermittlung von Untersuchungsergebnissen zu Nanopartikeln in Abwasserbehandlungsanlagen und deren Prozessverhalten zum Gegenstand. Des Weiteren bilden Nanopartikel im Klärschlamm sowie deren Ausbringung in der Landwirtschaft in Bezug auf Umweltverträglichkeit einen Rechercheschwerpunkt. Mittels Laborkläranlagen wird das Prozessverhalten der Nanopartikel in Abwasserbehandlungsanlagen untersucht. Die Bestimmung von Nanopartikeln in den realen Abwässern und Schlämmen von Kläranlagen ist bisher messtechnisch nicht hinreichend gelöst. In Laborkläranlagen sollen deshalb zur Untersuchung der Wirkungspfade bestimmter Nanopartikel Versuchsserien gefahren werden. Dadurch werden grundsätzlich auch Lösungsansätze zur Entfernung von Nanopartikeln aus Abwässern und Klärschlämmen zugänglich. Über eine Auswertung aller durch das Vorhaben erlangten Daten und deren Systematisierung soll eine vollständige Beschreibung der Wirkungspfade ermöglicht werden. Ziel dieses Arbeitspaketes ist die Entwicklung von Bewertungsmethoden und Strategien für die Umweltbewertung von Nanopartikeln in der Prozesskette Abwasser - Klärschlamm - Pflanze.
Das Projekt "Faserverbunde für Luftfahrt und Windkraft - CarboAir" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. Durch Einarbeitung von funktionalisierten CNTs in industrieübliche Epoxydharze als sekundäre Füllmaterialien zu Kohlenstoff- bzw. Glasfasern sollen Faserverbundwerkstoffe für die Luftfahrt, die Windkraft sowie die Medizintechnik generiert werden, deren Leistungsfähigkeit weit über den derzeitigen Stand der Technik hinausgeht. Die herausragenden nanoskopischen Eigenschaften der CNTs sollen in makroskopische Anwendungen überführt werden und neue Erkenntnisse über die Beziehung zwischen Struktur und Eigenschaften der CNTs nutzbar gemacht werden. Bei der BASF werden Technologien zur Funktionalisierung der CNTs erarbeitet. Die CNTs werden durch Anpassung der funktionellen Gruppen hinsichtlich der Dispergierbarkeit in Epoxydharzen und der Kinetik des Härtungsprozesses optimiert (Monat 1-6). Es werden Mustermengen im 10g Maßstab (Monat 6-12) bzw. im 1kg-Maßstab (Monat 19-24) hergestellt, die zur Bestimmung der mechanischen und elektromagnetischen Eigenschaften von Musterbauteilen an Partner abgegeben werden. Abschließend erfolgt die Kostenschätzung für Großprozesse und die Projektbewertung (Monat 25-36). Bei der BASF werden Erkenntnisse (AEs) bezüglich der Herstellung modifizierter CNTs generiert, die für leistungsfähigere Leichtbaumaterialien (Expoxy-Systeme) optimal geeignet sind. Die CNTs werden direkt an die Bedürfnisse der potentiellen Abnehmer angepasst. Die geschätzte Marktgröße für das Jahr 2015 liegt bei 10-12 t CNT/a.
Das Projekt "CarboSafe - Sicherheit, Gesundheit und Qualität im Umgang mit CNT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik durchgeführt. Untersuchung und Bewertung des Umweltrisikopotenzials für die Anwendung von NT. Dabei steht der Verbleib, die Verteilung und Wirkung ausgewählter Nanopartikel in aquatischen Ökosystemen im Fokus. (1) Festlegung der Materialien, die für einen Teil der Verbleibs- und Ökotoxikologie-Versuche radioaktiv funktionalisiert werden sollen. Entwicklung von Dispersionen mit 14C markierten CNT für den Einsatz in den Verbleibs- und Ökotoxikologie-Versuchen (AP0). (2) Alalytische Charakterisierung des Umweltverhaltens der CNT in einem Sediment-Wasser-System im Aquarienmaßstab im Labor mit und ohne Organismen (AP2). (3) Durchführung akuter und chronischer Toxizitätstests (nach OECD Guidelines; AP4). (4) Umweltrisikoabschätzung anhand der Ergebnisse der ökotoxikologischen Untersuchungen und der Messungen der möglichen Exposition (AP6). Die Ergebnisse werden den Kenntnisstand des Umweltrisikos von CNT und allgemein von Nanopartikeln verbessern und werden in Veröffentlichungen aufbereitet. Sie können im Rahmen des Zulassungsverfahrens von Umweltbehörden verwertet werden.
Das Projekt "Faserverbunde für Luftfahrt und Windkraft - CarboAir" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fr. Fassmer GmbH & Co. KG durchgeführt. Die Firma Fassmer GmbH & Co KG wird von der anfänglichen Idee bis zum Technologiedemonstrator das Projekt nahezu ganzheitlich begleiten. Im Fokus steht als Technologiedemonstrator eine Gondel für eine Windenergieanlage. Ziel ist es, den Faserverbundwerkstoff durch die Zugabe von CNTs in seinen Eigenschaften derartig zu modifizieren, dass eine deutliche Verbesserung der Impacteigenschaften, der Lackierfähigkeit und der Erosionsbeständigkeit erreicht wird Als Harzsystem wird Vinylester (ERPOL VE 710 BT oder Palatal A 430 - 01 TV) Einsatz finden. Dabei werden verschiedene Glasfasersysteme zum Einsatz kommen. Diese werden von der Firma ECC bereitgestellt, die im Rahmen des Projektes als Unterauftragnehmer fungieren und auch Modifikationen am Gewebe vornehmen.
Das Projekt "CarboSafe - Sicherheit, Gesundheit und Qualität im Umgang mit CNT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayer Technology Services GmbH durchgeführt. Ziel von BTS innerhalb dieses Teilvorhabens ist die Entwicklung einer personengetragenen Messtechnik und eines Meßstandes zur Konzentrationsbestimmung von Nanopartikeln. Erstellung einer Risikoanalyse für die CNT Herstellung und Verwendung. Darüber hinaus wird eine validierte online Analytik zur Bestimmung der Partikel/Agglomeratgröße der CNT Partikel entwickelt. Über die Charakterisierung des Umweltverhaltens und des ökotoxikologischen Potentials der Partikel und die Erarbeitung von Normungsvorschlägen auf DIN und ISO Ebene, wird die sichere Anwendung von Kohlenstoffnanopartikeln ermöglicht. Durch die umfassende Risikobetrachtung die im Rahmen dieses Arbeitspaketes erstellt wird erfolgt zum ersten Mal eine Lebenszyklusanalyse für im industriellen Maßstab produzierte CNTs. Gerade diese umfassende Betrachtung und Bewertung ist notwendig um evtl. Risiken in der Produktion, Anwendung, und Wiederverwertung zu erkennen. Die im Rahmen dieses Teilprojektes erarbeiteten Techniken, Methoden und Ergebnisse sind an der fordersten Forschungsfront angesiedelt und ermöglichen auch einen Übertrag auf andere ähnliche Fragestellungen bei z.B. anderen nanoskaligen Produktpartikeln.
Das Projekt "Faserverbunde für Luftfahrt und Windkraft - CarboAir" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Airbus Defence and Space GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel ist es, durch eine gezielte Einarbeitung CNTs in ein luftfahrtzugelassenes Epoxidharz als sekundäre Füllmaterialien zu Kohlenstofffasern neuartige, maßgeschneiderte, quasi dreiphasige faser- bzw. textilverstärkte Faserverbunde für die Luftfahrt zu generieren, deren Leistungsfähigkeit und Werkstoffpotential in Bezug auf Flammschutz und Schadenstoleranz weit über den derzeitigen Stand der Technik und Forschung hinausgeht. 2. Arbeitsplanung In einem ersten Schritt werden die Luftfahrtspezifischen Anforderungen festgelegt (API). Anschliessend werden im Verbundprojekt CNTs modifiziert und in einem Matrixmaterial dispergiert (APII und III). Diese modifizierten Harzsysteme werden via Prepreg Technologie oder bevorzugsweise via ein 'Vacuum assisted Processing' (VAP) Prozess zu Hybride Faserverbunde verarbeitet (AP IV). In ein Iterationsprozess werden diese neue Materialien charakterisiert (AP V) und via neue Prozessentwicklungen weiter optimiert. Die Technologiefähigkeit wird zum Schluss evaluiert via der Konstruktion eines Demonstrators-Bauteils (AP VI), welche anschliessend getestet (AP VI) und bewertet (AP VII) wird. 3. Ergebnisverwertung Obwohl der Einsatz von Faserverbunden in der Luftfahrt große Potentiale mit sich bringen, sind einige Eigenschaften kritisch zu betrachten um dessen Potential völlig auszuschöpfen. Einerseits müssen wegen zunehmender Verwendung von Verbundwerkstoffen, auch näher hin zum Passagierbereich stringente Brandanforderungen erfüllt werden. Die herkömmlichen Verbundwerkstoffe erfüllen diese Anforderungen nicht und können deswegen zurzeit in vielen Anwendungen nicht genutzt werden. Andererseits soll die Schadenstoleranz erhöht werden, das heißt, die Rissweiterbildung soll nach Impakt möglichst gering sein. Für Verbundwerkstoffe mit einer niedrigen Rissweiterbildung können die Wartungsintervalle erhöht werden, welche große Kosteneinsparungen mit sich bringen.
Das Projekt "Faserverbunde für Luftfahrt und Windkraft - CarboAir" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INVENT Innovative Verbundwerkstoffe Realisation und Vermarktung neuer Technologien GmbH durchgeführt. Die Invent GmbH wird im Rahmen dieses Teilvorhabens zwei Technologiedemonstratoren aus Faserverbundwerkstoffen mit nanoskalinen Füllstoffen herstellen und die erforderlichen Grundlagen in den vorgeschalteten Arbeitspaketen erarbeiten. Im Fokus der Arbeiten steht das Epoxidharz LY556. Hierfür wird ein Anforderungsprofil erstellt, um es mit CNTs ideal vermischen zu können. Die Fertigungsverfahren Wickeltechnik und Injektionstechnik werden auf das mit CNTs gefüllten Harzsystem angepasst und weiterentwickelt. Im Rahmen eines Probenprüfprogrammes werden Faserverbundproben auf elektrische Leitfähigkeit, Schrumpf und Lackierbarkeit getestet. Dabei werden unterschiedliche Mengen CNT dem Harz beigemengt und mit unterschiedlichen Gewebetypen kombiniert. Die erzielten Ergebnisse münden in zwei Technologiedemonstratoren. Hier sind ein Windflügel (ca. 2 m Länge) und in Zusammenarbeit mit EADS und DLR ein Rumpfschalensegment geplant.