Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: AK Inspect" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Lehrstuhl für Elektrische Mess- und Prüfverfahren durchgeführt. In diesem Vorhaben wird ein kompaktes und kostengünstiges bildgebendes Messsystem für die automatisierte Produktionskontrolle auf Basis von Photolumineszenz Imaging entwickelt. Das zu entwickelnde System ist in der Lage, wichtige elektrische Eigenschaften von Solarzellen bei allen Prozessschritten zu Messen und den zu erwartenden Wirkungsgrad der Solarzellen frühzeitig vorherzusagen. So kann frühzeitig eine Entscheidung über die weitere Prozessierung der vermessenen Proben getroffen werden. Für den Einstieg in den Markt wird die Funktionalität in Förderphase I zunächst auf die Messung an sägerauhen Proben am Beginn der Prozesskette beschränkt, weil der Nutzen für den Kunden dort am größten ist. Entgegen der bisherigen Strategie der Systemanbieter, die Kameras und Beleuchtungseinheiten separat einzukaufen und zu implementieren, wird dazu im Bereich der Hardware eine proprietäre kompakte Messeinheit entwickelt, die Beleuchtung, Bildaufnahme und Signalverarbeitung in ein Bauteil kombiniert und dadurch die Materialkosten um einen Faktor 2 bis 4 reduziert. Diese kompakte Messeinheit kann platzsparend direkt über den Transport Förderband für die Solarzellen in der Produktion installiert werden. Um eine Bildauswertung mit einfachen und günstigen Prozessoren auf der Messeinheit zu realisieren (Embedded System), wird basierend auf der Erfahrung der Gründer eine neue Bibliothek mit Geschwindigkeits- und ressourcenoptimierten Bildauswertungsalgorithmen entwickelt. Arbeitspakete und Meilensteine für die Erreichung der oben beschriebenen Projektziele sind in der Vorhabensbeschreibung detailliert dargestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ludwig-Maximilians-Universität München, Department Chemie durchgeführt. Der wachsende Einsatz von synthetischen Materialien generiert ein weltweites Müll-Problem, trägt wesentlich zur Verknappung der fossilen Ausgangsmaterialien und zu hohem CO2-Ausstoß bei. Insbesondere die heute überwiegend eingesetzten Thermoplastverbunde legen eine Wiederverwendung nach Ablauf ihres Produktlebens durch Aufschmelzen und Neuformen nahe. Je sortenreiner man das Polymermaterial sammeln kann, desto mehr hochwertige Anwendungen werden dem Recycling-Material eröffnet. Ziel der Entwicklungen ist ein automatisiertes Verfahren zur sortenreinen und zuverlässigen Trennung von Recyclaten aus unterschiedlichen thermoplastischen Polymer-Verbundmaterialien auf der Basis der Fluoreszenzcodierung. Mit bis zu 15 Farbstoffen soll ein möglichst sicheres Unterscheiden gewährleistet werden. Der max. mögliche Codierungsumfang beträgt dann größer als 30.000. Damit können gleichzeitig 5.000 Kunststoffe eindeutig markiert werden. Mit dem neuen Verfahren soll eine Reinheit des Recyclats von 99 Prozent und besser erreicht werden. Die LMU entwickelt dafür reine, biologisch abbaubare organischen Nanofarbstoff-, Bichromophor-und andere Hightech-Marker mit geeigneten photophysikalischen Spezialeffekten (Ausnutzung von Prozessen zur Veränderung der Linienform von Fluoreszenzspektren, der Polarisation des Fluoreszenzlichtes, der Fluoreszenzabklingdauer sowie Ausnutzung von dynamischen molekularen Prozessen, Phosphoreszenz, circular polarisiertem Licht usw.).
Das Projekt "Einfluss erhoehter UV-B-Strahlung auf bewegliche Mikroorganismen in Kombination mit den variablen Umweltparametern Temperatur und CO2-Konzentration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Botanik und Pharmazeutische Biologie durchgeführt. In diesem Projekt sollte der Einfluss erhoehter UV-B Strahlung auf oekologisch wichtige Phytoplanktonorganismen in Kombination mit den Stressparametern erhoehte CO2-Konzentration und erhoehte Temperatur charakterisiert und quantifiziert werden. Die spektrale Verteilung der Solarstrahlung sollte in der Wassersaeule bestimmt und die Vertikalverteilung der Organismen analysiert werden. Die Orientierung und Motilitaet der Zellen wurde mit einer Echtzeit-Bildverarbeitungs-Anlage bestimmt. Ausserdem sollten die Photosynthesekapazitaet und die Biomasseproduktion erfasst werden. Die fuer die Schaedigungen verantwortlichen UV-B Targets sollten identifiziert und der photochemische Energietransfer zwischen den Perzeptionssystemen mit Hilfe der Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie gemessen werden. Der Einfluss der Temperatur und der CO2-Konzentration auf die Motilitaet und die Orientierung sollten erfasst werden. Eine valide Aussage ueber die Schaedigung des Phytoplanktons durch solares UV-B laesst sich nur dann treffen, wenn man einerseits die Vertikalverteilung der Organismen in der Wassersaeule kennt und andererseits die Penetration der UV-B Strahlung in spektraler Verteilung ermittelt. Daraus laesst sich an Hand der biologischen Wichtung das Schaedigungspotential unter derzeitigen und zukuenftigen UV-B Szenarien abschaetzen. Dazu muss als erstes die Penetration der Solarstrahlung in spektraler Abhaengigkeit ermittelt werden. Dazu haben wir einen neuartigen 4 pi-Sensor entwickelt der eine praezise Messung der Tiefenverteilung der Strahlung erlaubt. Dann wird die Orientierung und Motilitaet aktiv und passiv beweglicher Organismen analysiert; fuer diese Untersuchungen steht eine vollautomatische Bildverarbeitungsanlage zur Verfuegung, deren Moeglichkeiten in den letzten Jahren stark erweitert worden sind. Da diese Untersuchungen schon ueber mehrere Jahre laufen, liegen bereits fuer eine Reihe von Organismen konkrete Ergebnisse vor. Weiterhin wurde vor allem der Einfluss erhoehter Temperatur und CO2 untersucht. Darueber hinaus erlaubt die neue Single Photon Imaging Kamera Messungen, bei denen gleichzeitig zur Motilitaet und Orientierung die Phosphoreszenz der photosynthetischen Zellen als Mass fur die Schaedigung des Photosyntheseapparates erfasst werden kann. Das Resultat dieser Orientierungsbewegungen ist eine diumale Vertikalmigration und eine Vertikalverteilung innerhalb der Wassersaeule. Diese Untersuchungen wurden zum einen mit Plexiglassaeulen durchgefuehrt, und zum anderen ist eine neue Anlage entwickelt worden, die es erlaubt, Phytoplankton direkt aus der Wassersaeule offener Gewaesser zu entnehmen. Die Konzentration der Zellen in einer bestimmten Tiefe wurde nach Tangentialflussfiltration mit der Bildverarbeitung in einem Fluoreszenzmikroskop (Acridinorange-Faerbung) ermittelt.
Das Projekt "Lösungsbasierte phosphoreszente organische Leuchtdioden (PhOLED)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Chemie und Biologie, Arbeitsgruppe Makromolekulare Chemie durchgeführt. Organische Leuchtdioden (OLEDs) haben ein hohes Potential für Anwendungen im Bildschirm und Beleuchtungsmarkt. Aufgrund der einfachen Herstellbarkeit und hohen Effizienz von lösungsbasierten phosphoreszenten OLEDs werden sich diese auf mittlere Sicht durchsetzen. Dazu besteht erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf bei der Verbesserung von Effizienz und Lebensdauer dieser OLEDs. Im Projekt werden neue Matrixmaterialien und Lochleitschichten für lösungsbasierte phosphoreszente OLEDs entwickelt und untersucht. Wichtig ist dies vor allem für blaue Emitter, da bisher kein effizientes und stabiles System für blaue OLEDs existiert. Dazu wird ein grundlegendes Verständnis der in OLEDs ablaufenden Prozesse erarbeitet. Vor allem die Wechselwirkungen des Triplettzustandes mit optischen und elektrischen Anregungen werden aufgeklärt. Der Einfluss der chemischen Struktur der Materialien und die Zusammensetzung der Schichten auf die Lage und das Schicksal der angeregten Zustände werden untersucht. Dies wird durch die Kombination von photophysikalischen und elektrischen Methoden erreicht, die für den Einsatz in realen Bauteilen weiterentwickelt werden. Die Erkenntnisse werden zum Design neuer Materialien und Bauteilgeometrien eingesetzt.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Laserinduzierte Aerosolfluoreszenz als Sensorprinzip zur ortsfernen Schadstoffueberwachung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Fachbereich Chemie durchgeführt. Der zu entwickelnde Messgeraete-Vorprototyp dient zur hocheffizienten In-situ-Detektion von fluoreszensfaehigen Stoffen in Aerosolform. Er spricht besonders auf Stoffe wie polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH) an, die bei unvollstaendig gefuehrten Verbrennungsprozessen in verstaerkten Masse auftreten. Das Messprinzip beruht darauf, dass die im Abgas enthaltenen Schwebeteilchen, welche ganz oder teilweise mit PAHs bedeckt sind, durch Bestrahlung mit gepulstem ultravioletten Licht eine Fluoreszens- bzw Phosphoreszenzstrahlung abgeben. Diese Strahlung ist bei konstanter Erregerstrahlung eine definierte Funktion der Substanzmengen. Die Erregerstrahlung wird von einem dezentral aufgestellten UV-Laser ueber eine Quarzfaser-Lichtleitung in einen Abgas-Teilstrom eingestrahlt. Die laserinduzierte Fluoreszens- bzw Phosphoreszenzstrahlung wird ebenfalls ueber eine Quarzfaserlichtleitung und Interferenzfilter mittels einer Photonenstromessung (Photomultiplier) quantitativ registriert. Eine Diskriminierung zur Erregerstreulichtstrahlung wird durch Verwendung eines 'Boxcar'-Integrators und 'Fenster'-Technik bewerkstelligt. Ziel des Projektes ist es - die Selektivitaet und Nachweisstaerke in Bezug auf die On-line-PAH-Detektion zu ermitteln; - erste, zu nasschemischen Probennahme- und Analysentechniken parallele Anwendungen am realen Abgasaerosol durchzufuehren; - Moeglichkeiten zur Ausweitung dieser Messtechnik an resuspendierten, realen PCB-, PCDD, PCDF-haltigen Staeuben zu pruefen; - aus den gewonnenen Daten die Grundlagen zur Ausweitung auf totale 'Remote Sensing'-Technik (Anregung ueber groessere Entfernung und Aufnahme des in groesserer Entfernung.. abgestrahlten Fluoreszenzlichtes) zu legen.
Das Projekt "Teilvorhaben 9: Laserinduzierte Aerosolfluoreszenz als Sensorprinzip zur ortsfernen Schadstoffueberwachung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Hydrogeologie und Hydrochemie durchgeführt. Der zu entwickelnde Messgeraete-Vorprototyp dient zur hocheffizienten 'In-situ'-Detektion von fluoreszenzfaehigen Stoffen in Aerosolform. Er spricht besonders auf Stoffe wie polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH) an, die bei unvollstaendig gefuehrten Verbrennungsprozessen in verstaerktem Masse auftreten. Das Messprinzip beruht darauf, dass die im Abgas enthaltenen Schwebeteilchen, welche ganz oder teilweise mit PAH's bedeckt sind, durch Bestrahlung mit gepulstem ultravioletten Licht eine Fluoreszenz- bzw Phosphoreszenzstrahlung abgeben. Diese Strahlung ist bei konstanter Erregerstrahlung eine definierte Funktion der Substanzmengen. Die Erregerstrahlung wird von einem dezentral aufgestellten UV-Laser ueber eine Quarzfaser-Lichtleitung in einen Abgas-Teilstrom eingestrahlt. Die laserinduzierte Fluoreszenz- bzw Phosphoreszenzstrahlung wird ebenfalls ueber eine Quarzfaserlichtleitung und Interferenzfilter mittels einer Photonenstrommessung (Photomultiplier) quantitativ registriert. Eine Diskriminierung zur Erregerstreulichtstrahlung wird durch Verwendung eines 'Boxcar'-Integrators und 'Fenster'-Technik bewerkstelligt. Ziel des Projektes ist es - die Selektivitaet und Nachweisstaerke in Bezug auf die On-line-PAH-Detektion zu ermitteln; - erste, zu nasschemischen Probenahme- und Analysentechniken parallele Anwendungen am realen Abgasaerosol durchzufuehren; - Moeglichkeiten zur Ausweitung dieser Messtechnik an resuspendierten, realen PCB-, PCDD; PCDF-haltigen Staeuben zu pruefen; - aus den gewonnenen Daten die Grundlagen zur Ausweitung auf totale 'Remote Sensing'-Technik (Anregung ueber groessere Entfernung und Aufnahme des in groesserer Entfernu
Das Projekt "CEC 3B Phosphore II - Weiterentwicklung des Wandtemperaturmessverfahrens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts Siemens Clean Energy Center 'Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung'. Ein Messverfahren zur Bestimmung von Oberflächentemperaturen von thermisch stark belasteten Brennkammerkomponenten soll am Clean Energy Center eingesetzt und erprobt werden. Hierfür werden thermographische Phosphore eingesetzt, welche den Temperaturbereich bis 1700 K abdecken. Darüber hinaus soll die Weiterentwicklung des punktförmigen Messverfahrens hin zu einem bildgebenden Messverfahren evaluiert werden. Die in-situ Messung der Oberflächentemperaturen ermöglicht die Reduktion der Kühlluftmenge und damit eine Steigerung der Effizienz der Gasturbine und eine Reduktion von CO Emissionen in Voll- und Teillast. Das Vorhaben gliedert sich in zwei Themenkomplexe: Das unter Laborbedingungen entwickelte Messverfahren wird im Clean Energy Center zur Bestimmung von Oberflächentemperaturen von Gasturbinenbrennkammerkomponenten eingesetzt und erprobt. Parallel hierzu wird das Messverfahren zu einem bildgebenden Messverfahren weiterentwickelt. Hierfür müssen geeignete Auswertungs- und Kalibrationsstrategien entwickelt werden. Eine mögliche Adaption für faseroptische Anwendungen wird evaluiert und bewertet. Hierfür wird mit dem Teilprojekt 3C zusammengearbeitet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Untersuchungen zur Eignung der Photolumineszenz als nicht-invasive Methode zur Charakterisierung und Beurteilung des Zustandes von EVA-basierten Einbettungspolymeren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Institut für Physik durchgeführt. Im Mittelpunkt des Teilvorhabens steht die Nutzung unterschiedlicher Methoden der Photolumineszenz (PL) zur Charakterisierung von neuartigen Einbettungspolymeren. Dabei werden die Einbettungspolymere selbst, wie auch ganze PV-Module untersucht. Neben der Charakterisierung der verschiedenen Materialien soll untersucht werden, wie sich die Alterung (beschleunigt D/H; UV; Freibewitterung) in der PL der verschiedenen Polymere manifestiert. Eine neue wichtige Fragestellung besteht in der Untersuchung einer möglichen Korrelation von Vernetzung des Polymers und PL. Des Weiteren wird die Alterung der unterschiedlichen Polymere in den neuartigen Modellmodulen untersucht. Dabei wird insbesondere der Frage nachgegangen, inwieweit eine Miniaturisierung des Multi-Agings möglich ist. Die bei diesen Untersuchungen gewonnenen Ergebnisse werden mit PL-Messungen an beschleunigt gealterten und freibewitterten (aus den Teilprojekten des ISE und von Solarworld) verglichen, um zu einer Bewertung der Aussagefähigkeit der verschiedenen beschleunigten Verfahren zu gelangen. Diese grundlegenden Fragen sind in ihrer Konsequenz von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Ihre positive Beantwortung würde sowohl bei der Auswahl von Materialien, wie auch der Überwachung des Produktionsprozesses (Laminierung) und der Vorhersage zur Langzeitbeständigkeit der PV-Module außerordentlich hilfreich sein. Als Teilprojekt eines Gesamtvorhabens werden hier wesentliche und qualitativ neue Aussagen zu Güte und Verhalten der Polymere gewonnen. Im Kontext mit den in den anderen Teilvorhaben gewonnenen Informationen zu Güte und Beständigkeit der PV-Module kann so ein Gesamtbild zum Zusammenspiel der einzelnen Faktoren bzgl. einer Gesamtbewertung der Module erstellt werden. Insbesondere ist zu erwarten, dass Aussagen zur Korrelation von Polymergüte, -beständigkeit und Lebensdauer der Module getroffen werden können.
Das Projekt "Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung. Projekt 2B: Grundlagen (Entwicklung von Methoden zur Messung von Wandtemperaturen und Simulationen hochfrequenter Brennkammerschwingungen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, IVG Institut für Verbrennung und Gasdynamik - Reaktive Fluide durchgeführt. Ziel des Projektes ist der Einsatz von faseroptischen Diagnostiksystemen zur räumlich aufgelösten Analyse der thermischen Emissionen der Brennkammerwände und der Phosphoreszenz laserangeregter Wandbeschichtungen, um Oberflächentemperaturen zu bestimmen. Des Weiteren sollen hochfrequente thermoakustische Brennkammerschwingungen durch Simulationsrechnungen untersucht und geeignete Modelle und Verfahren selektiert werden. Die Erkenntnisse werden auf die Simulationsmethoden der Siemens AG übertragen. Eine Validierung erfolgt u.a. über Daten des DLR Stuttgart. Die Phase 1 entwickelten optischen Faserbündel bilden die thermischen Emissionen der Brennkammerwände auf Spektrometer ab und werden bzgl. spektraler Information für Thermometriezwecke ausgewertet. Das gleiche gilt für die las-induzierte Phosphoreszenzstrahlung. Abbildung der Strahlung auf Kameras gestattet die Bestimmung räumlich aufgelöster Wandtemperaturen. Es werden mögliche Korrekturen der Auswerteverfahren überprüft, die die Reabsorption der Wandemissionen durch Absorptionen in den Verbrennungsgasen beeinträchtigen. Hochfrequente thermoakustische Schwingungen werden durch Large-Eddy-Simulationen der turbulenten Verbrennung aufgelöst. Es werden Hypothesen bzgl. der Ursachen der thermoakustischen Schwingungen aufgestellt und durch mehrdimensionale analytisch-numerische Untersuchungen analysiert. Implementierung erfolgt im hauseigenen Programm PsiPhi und in OpenFoam.
Das Projekt "Untersuchungen ueber die Fluoreszenz und Phosphoreszenz polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoffe bei tiefen Temperaturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Anorganische und Analytische Chemie durchgeführt. Erarbeitung von Analyseverfahren von polycyclischen Aromaten durch Fluoreszenz und Phosphoreszenz bei tiefen Temperaturen in gefrorenen mikrokristallinen Loesungen von N-Alkanen unter Ausnutzung des Spolski-Effekts, Erarbeitung von Abtrennverfahren an polycyclischen Aromaten aus Luftstaeuben.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 10 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 10 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 10 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 10 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 6 |
| Webseite | 4 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 9 |
| Lebewesen & Lebensräume | 9 |
| Luft | 9 |
| Mensch & Umwelt | 10 |
| Wasser | 9 |
| Weitere | 10 |