Das Projekt "FB2-AdBatt - Aerosoldeposition zur Herstellung von Batterien mit gradierter Kathode" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät, Arbeitsgruppe für Struktur- und Funktionskeramik durchgeführt. Das Teilvorhaben untersucht und validiert weiterentwickelte einfache, schnelle, kostengünstige, skalierbare und umweltfreundliche pulvertechnologische und verfahrenstechnische Prozesse (MJR-TV-TFV-Verfahrensvariationen) zur Erzeugung Grenzflächen angepasster Festelektrolyt- und Kathodenkompositkombinationen mit besonderer Eignung und Prozessfähigkeit für die Realisierung des PAD-gestützten Zellkonzeptes. Ausgehend von geeigneten Präkursoren und Vorstufen werden größenskalierte LLZO-Festelektrolytpulver sowie ausgewählte nano-Oxid-Ionenleiter-Komposite auf NCM-Pulveroberflächen erzeugt. Aus den Ergebnissen der angepassten Verfahrens- und Prozessparameter sowie ausgewählter Grenzflächenzusammensetzungen auf LixMyOz-LLZO-Basis (M= Ce, Mg, Nb, Ta und Al) sollen dringend benötigte Daten abgeleitet werden, die eine Pulveraerosolabscheidung dicker (ca. 130 Mikro m) als auch großflächiger Elektroden in Verbindung mit hochleitfähigen Festelektrolyten und elektrisch leitfähigen Additiven sicherstellen und ein gezieltes Grenzflächendesign der Mischkathodenpulver zur Erreichung niedriger Lade- und Entladeüberspannung, hoher Coulomb-Effizienz und Zyklenlebensdauer gewährleisten. Auf der Grundlage der innerhalb des Verbundvorhabens erarbeiteten chemomechanischen Daten der erzeugten Kathodenkomposite ist geplant, die Hochdurchsatzsynthese der keramischen NCM- und hybriden LLZO-Komposite hinsichtlich der strukturellen, morphologischen und elektrochemischen Parameter anzupassen und zu optimieren. Die thermoanalytischen Untersuchungen zu Alterungseffekten an unbehandelten Kathoden, grenzflächenmodifizierten Kathoden sowie zyklisierten Kathoden- und Anodenmaterialien und möglichen CEI- und SEI-Bildungen erfolgen auf der Grundlage der Accelerating Rate Calorimetrie (ARC) und fließen iterativ in die Optimierung der Kompositpulver ein.
Das Projekt "Teilvorhaben: Nachhaltige BEV-Unterbodenschutzstrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AUDI AG durchgeführt. Im Projektvorhaben protECOlight werden nachhaltige und gleichzeitig serienfähige Wertschöpfungsketten für neuartige, faserverbundbasierte Leichtbau-Schutzstrukturen in Fahrzeugen mit alternativen Antriebskonzepten entwickelt. Zentrales Ziel dabei ist, CO2 durch den Einsatz von nachhaltigen Kunststoffen einzusparen, eine Gewichtsreduktion der Bauteile während der Nutzungsdauer sowie eine gesteigerte Ressourceneffizienz innerhalb des Bauteilherstellungsprozesses zu erreichen. Hierfür wird ein ganzheitlicher, interdisziplinärer Ansatz auf Basis der Schlüsseltechnologie Leichtbau gewählt. Das Projekt werden Partner entlang der gesamten Wertschöpfungskette mit Kompetenzen aus Forschung und Entwicklung, Material- und Halbzeugherstellung sowie einem Endanwender bearbeiten und es bietet daher entsprechende Verwertungsperspektiven. Im Fokus der Projektinhalte steht die anwendungsspezifische Entwicklung nachhaltiger Kunststoffe. Hier gilt es, einen optimalen Kompromiss zwischen ökologischer Nachhaltigkeit, mechanischen Eigenschaften, Prozessfähigkeit und Kostenstruktur zu finden. Durch eine umfassende Life-Cycle-Analyse für die Materialien und Bauteile wird die Nachhaltigkeit des gesamten Produktlebenszyklus projektbegleitend überprüft und das Ergebnis als Leitlinie für die technische Entwicklung dienen. Die Fertigung und experimentelle Bewertung der Kunststoff-Schutzstrukturen, die virtuelle Auslegung ausgewählter Fertigungsschritte sowie der Bauteile ermöglichen eine fortlaufende Bewertung der erzielten Projektergebnisse. Die AUDI AG bringt sich mit ihrem breitgefächerten Know-how als Autohersteller im Premiumsegment ein. Die Arbeiten zu nachhaltigen und gewichtsoptimierten Schutzstrukturen im Unterbodenbereich für Fahrzeuge mit neuer Antriebstechnik sollen neue Standards in puncto Sicherheit, Gewicht, Preis und Nachhaltigkeit setzen, dies führt automatisch zu einer Verbesserung der Wettbewerbssituation.
Das Projekt "Teilvorhaben: Prozessentwicklung und Nachhaltigkeitsanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie durchgeführt. Im Projektvorhaben protECOlight werden nachhaltige und gleichzeitig serienfähige Wertschöpfungsketten für neuartige, faserverbundbasierte Leichtbau-Schutzstrukturen in Fahrzeugen mit alternativen Antriebskonzepten entwickelt. Zentrales Ziel dabei ist, CO2 durch den Einsatz von nachhaltigen Kunststoffen einzusparen, eine Gewichtsreduktion der Bauteile während der Nutzungsdauer sowie eine gesteigerte Ressourceneffizienz innerhalb des Bauteilherstellungsprozesses zu erreichen. Hierfür wird ein ganzheitlicher, interdisziplinärer Ansatz auf Basis der Schlüsseltechnologie Leichtbau gewählt. Das Projekt werden Partner entlang der gesamten Wertschöpfungskette mit Kompetenzen aus Forschung und Entwicklung, Material- und Halbzeugherstellung sowie einem Endanwender bearbeiten und es bietet daher entsprechende Verwertungsperspektiven. Im Fokus der Projektinhalte steht die anwendungsspezifische Entwicklung nachhaltiger Kunststoffe. Hier gilt es, einen optimalen Kompromiss zwischen ökologischer Nachhaltigkeit, mechanischen Eigenschaften, Prozessfähigkeit und Kostenstruktur zu finden. Durch eine umfassende Life-Cycle-Analyse für die Materialien und Bauteile wird die Nachhaltigkeit des gesamten Produktlebenszyklus projektbegleitend überprüft und das Ergebnis als Leitlinie für die technische Entwicklung dienen. Die Fertigung und experimentelle Bewertung der Kunststoff-Schutzstrukturen, die virtuelle Auslegung ausgewählter Fertigungsschritte sowie der Bauteile ermöglichen eine fortlaufende Bewertung der erzielten Projektergebnisse.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Herstellung von nachhaltigen Polyurethansystem zur Herstellung von hochfesten Sandwichverbundbauteilen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rühl PUROMER GmbH durchgeführt. Im Projektvorhaben protECOlight werden nachhaltige und gleichzeitig serienfähige Wertschöpfungsketten für neuartige, faserverbundbasierte Leichtbau-Schutzstrukturen in Fahrzeugen mit alternativen Antriebskonzepten entwickelt. Zentrales Ziel dabei ist, CO2 durch den Einsatz von nachhaltigen Kunststoffen einzusparen, eine Gewichtsreduktion der Bauteile während der Nutzungsdauer sowie eine gesteigerte Ressourceneffizienz innerhalb des Bauteilherstellungsprozesses zu erreichen. Hierfür wird ein ganzheitlicher, interdisziplinärer Ansatz auf Basis der Schlüsseltechnologie Leichtbau gewählt. Das Projekt werden Partner entlang der gesamten Wertschöpfungskette mit Kompetenzen aus Forschung und Entwicklung, Material- und Halbzeugherstellung sowie einem Endanwender bearbeiten und es bietet daher entsprechende Verwertungsperspektiven. Im Fokus der Projektinhalte steht die anwendungsspezifische Entwicklung nachhaltiger Kunststoffe. Hier gilt es, einen optimalen Kompromiss zwischen ökologischer Nachhaltigkeit, mechanischen Eigenschaften, Prozessfähigkeit und Kostenstruktur zu finden. Durch eine umfassende Life-Cycle-Analyse für die Materialien und Bauteile wird die Nachhaltigkeit des gesamten Produktlebenszyklus projektbegleitend überprüft und das Ergebnis als Leitlinie für die technische Entwicklung dienen. Die Fertigung und experimentelle Bewertung der Kunststoff-Schutzstrukturen, die virtuelle Auslegung ausgewählter Fertigungsschritte sowie der Bauteile ermöglichen eine fortlaufende Bewertung der erzielten Projektergebnisse.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung funktionalisierter Materialien sowie des Werkzeug- und Prozesskonzepts" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ElringKlinger AG durchgeführt. Im Projektvorhaben protECOlight werden nachhaltige und gleichzeitig serienfähige Wertschöpfungsketten für neuartige, faserverbundbasierte Leichtbau-Schutzstrukturen in Fahrzeugen mit alternativen Antriebskonzepten entwickelt. Zentrales Ziel dabei ist, CO2 durch den Einsatz von nachhaltigen Kunststoffen einzusparen, eine Gewichtsreduktion der Bauteile während der Nutzungsdauer sowie eine gesteigerte Ressourceneffizienz innerhalb des Bauteilherstellungsprozesses zu erreichen. Hierfür wird ein ganzheitlicher, interdisziplinärer Ansatz auf Basis der Schlüsseltechnologie Leichtbau gewählt. Das Projekt werden Partner entlang der gesamten Wertschöpfungskette mit Kompetenzen aus Forschung und Entwicklung, Material- und Halbzeugherstellung sowie einem Endanwender bearbeiten und es bietet daher entsprechende Verwertungsperspektiven. Im Fokus der Projektinhalte steht die anwendungsspezifische Entwicklung nachhaltiger Kunststoffe. Hier gilt es, einen optimalen Kompromiss zwischen ökologischer Nachhaltigkeit, mechanischen Eigenschaften, Prozessfähigkeit und Kostenstruktur zu finden. Durch eine umfassende Life-Cycle-Analyse für die Materialien und Bauteile wird die Nachhaltigkeit des gesamten Produktlebenszyklus projektbegleitend überprüft und das Ergebnis als Leitlinie für die technische Entwicklung dienen. Die Fertigung und experimentelle Bewertung der Kunststoff-Schutzstrukturen, die virtuelle Auslegung ausgewählter Fertigungsschritte sowie der Bauteile ermöglichen eine fortlaufende Bewertung der erzielten Projektergebnisse.
Das Projekt "InTeAn - Intelligente Anlaufsteuerung zur kostenreduzierten und flexiblen Fertigung zukünftiger Batteriezellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components durchgeführt. Die Reduktion des im Prozess anfallenden Ausschusses führt infolge der Steigerung der Rohstoff- und Ressourceneffizienz unmittelbar zu einer Verringerung der Batteriefertigungskosten. Das Forschungsvorhaben InTeAn beabsichtigt das Ziel, existierenden Fertigungstechnologien durch eine intelligente Prozesssteuerung positiv zu beeinflussen, sodass das Produktionspersonal und die Produktionsmaschinen anteilig weniger Zeit mit der Herstellung von fehlerhaften Ausschussteilen verbringen. Des Weiteren muss davon ausgegangen werden, dass die zukünftige Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien neue bzw. vor allem verschiedenartige Materialen auf bestehenden Anlagen prozessiert. Infolge des Materialwechsels müssen die Maschinen regelmäßig heruntergefahren und anschließend wieder neu hochgefahren werden. Bei der Herstellung von Kleinserien kommt es sehr häufig zu solchen Maschinenanlaufphasen, die großes Verbesserungspotential hinsichtlich der Dauer, bis ein stabiler, Gutteile herstellender Prozess erreicht wird, bieten. Insgesamt ergibt sich die Projektzielsetzung eine Produktionslinie aufzubauen, die auf Basis einer hohen Flexibilisierung der Linie eine Prozessfähigkeit für unterschiedliche Batteriekonzepte aufweist. Durch den Einsatz datengetriebener Verfahren zur Modellbildung und des Designs von Experimenten an den Fertigungsanlagen wird der Prozess aktiv aufgeklärt, regelungstechnisch beeinflusst, optimiert und für den Menschen verständlich aufbereitet. Darüber hinaus soll ein verbessertes Betriebsmodell bzw. eine optimale Anlaufmethodik entworfen werden, die basierend auf Methoden der künstlichen Intelligenz eine selbstlernende Anlagensteuerung ermöglicht, sodass der Ausschuss im Anlauf weiter reduziert werden kann. Aufbauend auf einer umfangreichen Prozessüberwachung sollen zusätzlich Machine Learning Methoden, mit denen mögliche Parameter der Prozessstufen exploriert und schrittweise angepasst werden, zum Einsatz kommen.
Das Projekt "Nachwuchsgruppe: Einfluss von ionisierender Strahlung auf die Eigenschaften und Verarbeitung von Biokunststoffen sowie biogener Roh- und Reststoffe als funktionale Füll- und Verstärkerstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hof, Institut für angewandte Biopolymerforschung durchgeführt. Im Rahmen der Nachwuchsforschergruppe EISBiR sollen ionisierte Biokunststoffe sowie biogene Roh- und Reststoffe als Stabilisatoren bzw. Additive aus nachwachsenden Rohstoffen untersucht werden. Diese sollen neben den großen Anforderungen an die Produkteigenschaften und Verarbeitung heutiger konventioneller Kunststoffe auch ein sortenreines Post-Consumer-Recycling oder einen gezielten Abbau ermöglichen. Die Vorgehensweise umfasst dabei (1) die Aufbereitung biogener Stabilisatoren durch Extraktion nachteiliger Komponenten sowie Trocknung und Feinmahlung zu Pulvern, (2) Verarbeitung und Dispergierung der gemahlenen Stabilisatoren in Extrusionsprozessen (Compoundierung, Folien- und Monofilamentextrusion, 3D-Druck), (3) Bestrahlung der aufbereiteten biogenen Roh- und Reststoffe, der Biokunststoffe, sowie deren Compounds und extrudierte Halbzeuge (Folien, Presskörper, 3D Formteile, Fasern bzw. Monofilamente). (4) Untersuchung des Einflusses der Bestrahlungsart und -prozessparameter auf die chemische und physikalische Struktur, die Eigenschaften des Biokunststoffes und die biologische Abbaubarkeit bzw. Rezyklierbarkeit. Die ausgelösten Vernetzungs- und Spaltungsreaktionen innerhalb der Biokunststoffe haben beispielsweise großen Einfluss auf das Fließverhalten und damit auf die Prozessfähigkeit. Eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften durch die Bestrahlung, um den Anforderungen als technischen Kunststoff gerecht zu werden, wird angestrebt. Daraus ergibt als weiteres Vorgehen die (5) Entwicklung von selbstverstärkten Einstoff-Faserverbund-Biokunststoffen durch gezielte Stabilisation der Fasern mittels strahleninduzierter Vernetzung und Untersuchung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen.
Das Projekt "InteKal - Intelligente Kalandrierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften durchgeführt. Das Gesamtziel des Forschungsprojekts InteKal ist es, eine innovative und wirtschaftliche Anlagensteuerung und -regelung für den Produktionsschritt der Elektrodenkalandrierung zu entwickeln. Im Rahmen des Projekts soll eine Kalandrieranlage gemeinsam mit dem Hersteller entwickelt und aufgebaut werden sowie durch Sensorik für Fehler- und Messsysteme erweitert werden. Dies bildet die Grundlagen für den Aufbau von inline-Datenaufnahmen und -analysen für die Rückkopplung zu einer innovativen Anlagenführung. Dabei werden echtzeitfähige und hybride Modelle durch KI gestützt und in die Anlagensteuerungen implementiert. Ziel ist es so die Reproduzierbarkeit und Prozessfähigkeit der Anlagen sicherzustellen und die Produktqualität enorm zu steigern. Die adaptive Prozesskontrolle ermöglicht eine Ausschussreduktion und kann gezielt auf wechselnde Materialsysteme reagieren. Im Fokus stehen zunehmend die Entwicklung eines Maschinenzwillings und der Aufbau von KI-gestützten Modellen, welche mit einer closed-loop-Regelung kombiniert werden. Dadurch soll eine systematische und detaillierte Untersuchung des Anlagenverhaltens eingeleitet werden. Die Rückkopplung verarbeiteter Daten ist dabei stabil in die Anlagensteuerung zu implementieren. Die projektbegleitende Untersuchung des Verdichtungsverhaltens verschiedener Elektrodenmaterialsysteme dient der Feststellung von Korrelationen zwischen Produktqualität und Anlagenparametern sowie der fortlaufenden Überprüfung des Maschinenzwillings und der Optimierung der KI-gestützten Modelle. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungen sollen anschließend für die Anwendung in der FFB vorbereitet werden und dort den Transfer in das Innovationsmodul erhalten. Hierfür soll am Projektende ein TRL-Level von 5-6 vorzuzeigen sein.
Das Projekt "Teilvorhaben: Fertigungsstudien zur seriennahen Anwendung von rezyklierten EPP und der RF-Technologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RUCH NOVAPLAST GmbH+Co.KG durchgeführt. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist es, die Ressourceneffizienz für den Partikelschaum expandiertes Polypropylen (EPP) als Leichtbauwerkstoff entlang seines Lebenszyklus zu verbessern. Das wesentliche Thema des Projektvorhabens ist es zum einen, den Werkstoffkreislauf der Partikelschäume durch den Einsatz angepasster Recyclingverfahren und durch Etablierung von Recycling-Technologien und -Strategien industriell zu ermöglichen und dadurch nachhaltig zu schließen und zum anderen, durch Anwendung der neuartigen Radio-Frequenz-(RF-) Verfahrenstechnologie die Energieeffizienz der EPP-Verarbeitung signifikant zu steigern. RUCH NOVAPLAST wird als Verarbeiter die Verarbeitung, Bewertung der Prozessfähigkeit und Machbarkeitsgrenzen der Partikelschäume und der daraus geschäumten Bauteile verantworten. Prozesswerte und IN-Line-QS Mitschriebe bei der Herstellung der Bauteile auf konventionellem und RF-Prozess werden erfasst und den Partnern mit den bewerteten Bauteilen zur Verfügung gestellt. RUCH NOVAPLAST fungiert als Anforderungsgeber an die Rohstoffherstellung. Ebenfalls liegt bei RUCH NOVAPLAST die Konsortialprojektleitung.
Das Projekt "Teilvorhaben: Anlagenentwicklung für die Zellverschaltung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH durchgeführt. Im Projekt werden Prozesse und Anlagenkomponenten entwickelt, welche zur industriellen Verschaltung von Solarzellen der Zellgrößen bis zu einer Kantenlänge von 210 mm benötigt werden. Im Projekt werden Halb- oder Drittelzellen der größeren Wafer im Fokus stehen. Diese 'größeren' Zellen werden aus Kostengründen auf Zellseite mit mehr als 6 Verbindern verschaltet. Um diese Zellen automatisiert verschalten zu können, sind einige Voruntersuchungen notwendig. Nach der Konzeptfindung sind für die Durchführung der Versuche zur Verbindungsqualität Versuchseinrichtungen zu konstruieren und zu fertigen, um einen Stringer des Fraunhofer Instituts ISE zu befähigen, Versuche mit M12 Drittelzellen und mit 12 Busbar durchführen zu können. Nach dem Einbau der Versuchseinrichtungen schließen sich die Prozessentwicklungen und -optimierungen an, mit dem Ziel eine Prozessfähigkeit unter Hochdurchsatzbedingungen zu erreichen. Der Kernprozess hierbei ist der Lötprozess. Die Lötqualität hängt stark von der homogenen Wärmeverteilung in der Zelle ab. Um eine homogene Wärmeverteilung bei industrietauglichen Taktzeiten zu erreichen, sind umfangreiche Untersuchungen notwendig. Ebenso kritisch wird die Verbinderlage zu den auf der Zelle vorhandenen Anlötpunkten gesehen. Hierfür ist ebenfalls ein Arbeitspaket vorgesehen. Im Projekt steht auch die Verschaltung von HJT-Zellen mittels Lötprozess im Arbeitsplan. Die Entwicklung von verbesserten Pasten für die Zellmetallisierung ermöglicht eine Verschaltung mittels Lötprozess. Da die HJT-Zellen jedoch Temperaturen größer als 200 Grad Celsius nur sehr kurze Zeit unbeschadet überstehen, ist hier eine Prozessführung erforderlich, welche reproduzierbare (industrietaugliche) Ergebnisse in der Lötqualität liefert, sowie auch keine Schäden in der Zelle verursacht. Für diese Versuche ist die Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut ISE notwendig, um entsprechende Schäden an den Zellen erkennen zu können.
| Origin | Count |
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| Bund | 58 |
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| Förderprogramm | 58 |
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| offen | 58 |
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