Das Projekt "FIA-Umweltmonitoring mit Biosensoren für die Überwachung von Schadstoffen und Metaboliten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Medizintechnik Dresden durchgeführt. Biosensoren ermoeglichen preiswerte und spezifische Bestimmungen von Umweltpararmetern als Alternative oder Ergaenzung zu hochtechnisierter Analytik wie HPLC, AAS, ICP u.a. Die Flow injection Analyse bietet sehr gute Einsatzbedingungen fuer Biosensoren. Gegenstand des Projektes ist ein autonomer und wartungsarmer Monitor fuer Gewaesser mit Biosensoren nach dem Prinzip der Fliess-injektions-Analyse. Aus Gruenden der Kostenminimierung soll ein einkanaliges Geraet entwickelt werden, das durch einfache Umruestung die Bestimmung der entsprechenden Komponente gestattet. Als Parameter sind Phenol und Nitrat vorgesehen. Der Umwelt-Monitor ist als Prototyp aufzubauen und einer technischen Erprobung im Labormassstab mit realem Probenmaterial zu unterziehen. Nach den ersten Ergebnissen besteht die Notwendigkeit, in den Messpausen den Biosensor auf 10 Grad zu kuehlen, um die gewuenschte Langzeitstabilitaet zu erreichen und aus Gruenden der Haltbarkeit Standards fuer die Phenolbestimmung im gewuenschten Messbereich in-situ im Monitor zu erzeugen.
Das Projekt "Oekologisch vertretbare Materialien fuer den Bau von Dichtwaenden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Trier, Fachbereich VI, Lehrstuhl für Geologie durchgeführt. Die Unterbrechung von Kontaminationswegen im Untergrund durch Dichtwaende birgt derzeit noch eine Vielzahl von Problemen. So reagieren die eingesetzten Bohrfluessigkeiten und Dichtwandmassen hochsensibel auf Kationen und Schadstoffe aus dem umgebenden Boden, grosse Mengen an unbrauchbaren Schlaemmen muessen entsorgt werden, eine Kontrolle der Dichtwandmassenqualitaet ist nur zeitverzoegert moeglich etc. Ziel des Projekts ist es, neue Materialien und Technologien zu entwickeln, mit deren Hilfe die Einkapselung von kontaminierten Boeden verbessert wird. Angestrebt wird, die Langzeitstabilitaet auf mindestens 100 Jahre zu erhoehen, die Rueckhaltekapazitaeten um den Faktor 2 zu verbessern und Sensoren fuer ein real-time monitoring zu entwickeln.
Das Projekt "Entwicklung und Fertigung von langzeitstabilen Komponenten fuer Hochtemperatur-Brennstoffzellen (SOFC) der 50 kW-Klasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Die Entwicklung des Siemens Hochtemperatur-Brennstoffzellenkonzepts soll bis Ende 1995 an einem Stack der 20 kW Klasse nachgewiesen werden. An diesen wichtigen Meilenstein schliesst ein Folgevorhaben an, das Gegenstand der gestellten Foerderung ist. Das flache Zelldesign mit metallischer bipolarer Platte soll im Hinblick auf groessere Stackeinheiten und kostenguenstigere Fertigungsverfahren weiter entwickelt werden. Es wird eine Anlagen- und Stackkomponenten Fertigung in entsprechenden Technika aufgebaut. Das Keramotechnikum wird dahingehend erweitert, dass dort bis zu 12000 PENs (100 x 100 mm2) pro Jahr gefertigt werden koennen. Dort werden bis zu 600 /a bipolare Platten (400 x 400 mm2) gefertigt und montiert. Mit Hilfe dieser Technologie soll das wichtigste Ziel bis Ende 1998, der erfolgreiche Betrieb einer SOFC Anlage der 50 kW Klasse ( Erdgas / Luft ) erreicht werden. Der Stack wird aus 4 Modulen von je 12,5 kW aufgebaut und soll alternativ auch mit Wasserstoff / Sauerstoff bzw. Luft betrieben werden koennen. Schwerpunkt der Technologieentwicklung ist eine Verbesserung der Langzeitstabiltaet bei der die Alterung auf unter 1 Prozent in 1000 Stunden bei Erdgasbetrieb verbessert werden soll. Der Erdgasbetrieb setzt die Beherrschung der internen Reformierung voraus, die in einer parallel laufenden Entwicklungslinie zunaechst an kleineren Stackeinheiten erprobt wird (1-3 kW).
Das Projekt "Mehrkomponenten-Schadstoffmessgeraet fuer Wasser. Feldtest und Redesign" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Medizintechnik Dresden durchgeführt. Im Rahmen des Foerdervorhabens 'Fliess-Injektions-Analyse im Umweltschutz - Mehrkomponenten-Schadstoffmessgeraet fuer Wasser' wurde 1992 bei MLE ein Labormuster eines Mehrkomponenten-Schadstoff-Messsystems entwickelt und technisch getestet. Das MKSM bestimmt mit einem einzigen Analysenkanal durch automatischen Methodenwechsel die 4 Komponenten Nitrit, Nitrat, Ammonium und Phosphat. Die bisher erreichten Ergebnisse rechtfertigen die Durchfuehrung praxisnaher Feldtests. Dazu ist auf der Basis des Labormusters ein Prototyp des Mehrkomponenten-Schadstoff-Messystems zu schaffen. Schwerpunkte fuer den Feldtest sind - Untersuchungen zu Praezision und Genauigkeit in der Praxis - Erhoehung der Langzeitstabilitaet der Methoden und Reagenzien - Erhoehung der Standzeit der Reaktoren und ISE - Untersuchungen zu Zuverlaessigkeit und Handhabbarkeit. Nach Auswertung der Feldtests ist das Redesign durchzufuehren.
Das Projekt "Datierung von Mineralparagenesen des Salzstockes Gorleben mit der Rb/Sr-Methode" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 08 Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Institut für Geowissenschaften und Lithosphärenforschung durchgeführt. Ziele: Datierung von Mineralen als Beitrag zur Beurteilung der Langzeitstabilitaet von Salzstoecken. Weiterentwicklung moeglicher Geochronometer. Ergebnisse: Langbeinit hat ein Rb/Sr-Alter von 135 Ma. Carnallit und Polyhalit sind keine brauchbaren Geochronometer.
Das Projekt "Teilvorhaben 1/6: Untersuchung der Bildung und Langzeitstabilitaet von humifizierten PAK in biologisch behandelten Recyclingboeden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Biotechnologie II - Biotransformation und -Sensorik durchgeführt. Das Verfahren der kontrollierten Humifizierung von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) geht davon aus, dass die Schadstoffe in kompostsupplementierten Boeden entweder direkt zu CO2 und Wasser mineralisiert oder durch irreversible Bindung an Humussubstanzen festgelegt werden. Dabei wird vermutet, dass die eingebundenen Schadstoffe in Folge entweder von natuerlichem Humus nicht mehr unterscheidbar sind oder dass diese im Zuge eines sich ueber mehrere Jahre erstreckenden Humus-Turnovers oekologische nachhaltig zu CO2 und Wasser endoxidiert werden. Will man auf Basis dieser Ueberlegungen eine weitflaechig einsetzbare Technologie entwickeln, ist es notwendig zuvor sicherzustellen, dass die Einbindung der Schadstoffe auch unter wechselnden und unguenstigen Umweltbedingungen (Worst Case Simulation) andauert. Das hier vorgeschlagene Teilprojekt will dieser Frage durch experimentelle Simulation solcher oekologischer Worst-Case-Simulation nachgehen. Dazu sollen durch raschen Wechsel klimatischer Faktoren (z B durch wiederholtes Tiefgefrieren und Auftauen, durch Austrocknung und Vernaessung des Bodens) Extremsituationen des Biotops simuliert werden. In kurzer Zeit koennen somit Informationen ueber das Langzeitverhalten der Recycling-Boeden und deren Reaktion auf extreme Umweltbedingungen erhalten werden. Durch gezielte Einbringung humusumsetzender Organismen sollen die so gestressten Bodenproben darueber hinaus auch einem verstaerkten mikrobiellen Angriff ausgesetzt werden. Aus diesen Untersuchungen erwarten wir Hinweise darauf, inwieweit mikrobielle Aktivitaet zu einer Wiederfreisetzung humusgebundener PAK beitragen kann.
Das Projekt "Teil 5: Langzeit- und Remobiliserungsverhalten von Schadstoffe - TV 3: Analyse der Bindungstrukturen gebundener TNT-Rueckstaenden im Boden nach biologischer Behandlung und Remobilisierungsversuche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Institut für Mikrobiologie, Lehrstuhl für Technische Mikrobiologie durchgeführt. Beim mikrobiellen Abbau von 14C-markiertem 2,4,6-Trinitrototluol (TNT)in Boeden wurde festgestellt, dass trotz der Eliminierung ein erheblicher Teil des 14C als nicht extrahierbarer Rueckstand zurueckbleibt. Ueber die Art dieser Rueckstaende und ueber deren Stabilitaet liegen bisher keine Informationen vor. Im vorliegenden Projekt sollen daher die Bindungsformen von TNT-Rueckstaenden nach aerober Behandlung kontaminierter Boeden mit ligninolytischen Pilzen unter Einsatz von 15N- und 14C-markiertem TNT untersucht und die Remobilisierbarkeit sowie die Langzeitstabilitaet der gebundenen Rueckstaende unter verschiedenen Bedingungen ermittelt werden. Hierzu wird Standortboden 15N- und 14C-markiertes TNT zugesetzt und diese Bodenmaterialien der Behandlung durch Pilze unterzogen. Danach werden die Bodenfraktionen untersucht und der Verbleib des TNT mittels 14C-TNT quantifiziert und die Bindungstypen des Stickstoffes mittels 15NMR-Spektroskopie analysiert. Am rueckstandshaltigen Bodenmaterial wird nachfolgend die Remobilisierbarkeit mit physiko-chemischen und biologischen Methoden untersucht.
Das Projekt "Hochtemperatur-Brennstoffzellen (SOFC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik durchgeführt. Langzeitstabilitaet Luftelektrode/Elektrolyt - Fuer den Einsatz der Hochtemperaturbrennstoffzelle mit keramischem Festelektrolyt (SOFC: Solid Oxide Fuel Cell) als wirtschaftliches und umweltfreundliches Energieerzeugungssystem sind die Lebensdauer und der Wirkungsgrad der Anlage von ausschlaggebender Bedeutung. Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass im Laufe der geforderten Betriebsdauer von 40000 h der Wirkungsgrad stark abnimmt. Nach konstanter elektrischer Belastung im Langzeitbetrieb (mehr als 1000 h) wird an der Grenzflaeche Luftelektrode/Elektrolyt eine Interdiffusion festgestellt, die mit einer Porenbildung verbunden ist und somit zu einer Delamination der Luftelektrode fuehren wird. Temperaturwechsel fuehren aufgrund von unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Zellkomponenten zu zusaetzlichen thermomechanischen Belastungen. In diesem Projekt soll der Einfluss von elektrischen und thermomechanischen Belastungen auf die elektrische Degradation der Verbundstruktur Luftelektrode/Elektrolyt gezielt untersucht werden. Eine Verbesserung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften dieser Verbundstruktur soll durch eine strukturierte, poroese Elektrolytzwischenschicht realisiert werden, die ueber das MOD-Verfahren (Metallo Organic Deposition) mit Elektrodenmaterial infiltriert wird. Eine rechnergestuetzte Modellierung und Simulation soll diese Entwicklung begleiten und optimieren. Umweltrelevanz: Als elektrochemische Energiewandler ermoeglichen Hochtemperatur-Brennstoffzellen eine direkte Umwandlung der chemischen Energie eines Brenngases (zB Erd- und Kohlegas aber auch Wasserstoff) in elektrische Energie. Kraftwerke auf SOFC-Basis zeichnen sich aufgrund ihres deutlich hoeheren elektrischen Nettowirkungsgrades von bis zu 65 Prozent durch niedrigere CO2- und Schadstoffemissionen aus und ermoeglichen eine sowohl umweltfreundliche als auch wirtschaftliche Energieerzeugung.
Das Projekt "Chemische Gassensoren in Duennschichttechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Abteilung Analytische Chemie durchgeführt. Prototypen chemischer Sensoren sollen in Duennschicht-Technologie mit integrierter Heizung und Temperaturmessung hergestellt werden. Als Messprinzipien werden resistive, kapazitive und thermische Effekte der Sensor/Teilchen-Wechselwirkung ausgenutzt. Durch geeignete Wahl und Modifizierung der chemisch sensitiven Schichten auf den Prototyp-Grundstrukturen sollen Reproduzierbarkeit, Langzeitstabilitaet und Spezifitaet der Sensoren und Sensorarrays optimiert werden. Die Sensoren sollen zum selektiven Nachweis von Gasen wie CO2, O2, H2O, NOx, C und CH4 in Luft dienen.
Das Projekt "Experimentelle und numerische Untersuchungen des Langzeitverhaltens von Abschlussbauwerken im Salinar mit Bentonitgemischen als Dichtelement" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Weimar, Fakultät Bauingenieurwesen, Institut für Geotechnik durchgeführt. Das Vorhaben hat die Untersuchung des mechanisch-hydraulischen Verhaltens eines Abschlussbauwerks im Salinar, unter Beruecksichtigung der physikalisch-chemischen Effekte, und auf dieser Basis die Entwicklung neuer Verfahren zur numerischen Modellierung des Langzeitverhaltens von Verschlussbauwerken unter realistischen Bedingungen und Beanspruchungen, zum Ziel. Es sollen vorhandene Grundkonzepte der Verschlussbauwerke analysiert und wenn erforderlich modifiziert werden. Es werden sowohl Laborexperimente an Bentonit (Weimar) zur Charakterisierung des Einflusses der Teilsaettigung als auch des Quelldrucks (Braunschweig) duchgefuehrt. Daneben wird ein numerisches Modell (Tuebingen) aufgebaut und verifiziert. Die Hauptergebnisse des FuE-Vorhabens sollen den Nachweis erbringen, bei welchen Bedingungen man langzeitstabile, fluessigkeitsdichte und standsichere Verschlussbauwerke im Salinar mit Dichteelementen aus Bentonit realisieren kann. Die zu erwartenden Ergebnisse des vorliegenden FuE-Vorhabens erweitern somit massgeblich das fundamentale Verstaendnis bezueglich des gekoppelten mechanisch-hydraulisch-chemisch-physikalischen (Langzeit-)Verhaltens von Abschlussbauwerken im Salinar.
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