Eine Brennstoffzelle als Primärenergiequelle mit einem Doppelschichtkondensator (Supercap) als Zwischenspeicher zu kombinieren ist ein vielversprechender Ansatz für zukünftige Elektrofahrzeuge. In Kooperation mit einem Fahrzeughersteller wurden verschiedene Strategien für ein Energiemanagement für die Kombination einer Brennstoffzelle mit einem Doppelschichtkondensatormodul entworfen und verglichen. Basierend auf der aktuellen Geschwindigkeit und Beschleunigung werden verschiedene Fahrzeugzustände bezüglich kinetischer Energie und Leistungsbedarf unterschieden. In Abhängigkeit von der verfügbaren Leistung von Supercaps und Brennstoffzelle wird eine optimale Leistungsaufteilung zwischen den beiden Energiequellen ermittelt. In Bremsphasen wird durch Rekuperation Energie zurückgewonnen und in den Supercaps gespeichert. Wenn die Supercaps vollgeladen sind oder ihre maximale Ladeleistung erreicht haben, übernehmen mechanische Bremsen die übrige Ladeleistung. Da diese Situation zu einem Energieverlust führt, sollte sie möglichst vermieden werden. Um immer die notwendige Beschleunigungsleistung und gleichzeitig auch ein Maximum an Rekuperation zu garantieren, wird der Ladezustand der Supercaps kontinuierlich und dynamisch an die kinetische Energie des Fahrzeugs angepasst. Verschiedene Strategien wurden in Matlab/Simulink mit einem Stateflow-Chart zur Abbildung der Zustände implementiert. Die verfügbare Supercapleistung wird mit Hilfe eines impedanzbasierten Modells für Supercaps berechnet. Mit diesen Strategiemodellen können die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Strategien verglichen und die Einflüsse von Parametern untersucht werden. Ziel eines Energiemanagements ist es, den Wasserstoffverbrauch zu minimieren und die notwendige Leistung zu jeder Zeit sicherzustellen. Bei der Bewertung der Strategien wird der Wasserstoffverbrauch, die verlorene Bremsenergie und eine mögliche Geschwindigkeitsreduzierung verglichen. Mit einer optimalen Strategie können bis zu 23 Prozent Wasserstoff während eines definierten Fahrprofils gespart werden.
Das Südpolarmeer, auch Antarktischer oder Südlicher Ozean genannt, spielt eine bedeutende Rolle in der Funktion der Ozeane als biologische Kohlenstoff-Pumpe. Der Südliche Ozean ist für etwa 30% der globalen CO2-Aufnahme der Ozeane verantwortlich und damit entscheidend für die Pufferung von steigenden CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre. Wie viel Kohlenstoff in den Ozeanen gespeichert werden kann, hängt stark vom Abbau und der Verwertung von Biopolymeren ab, die durch photosynthetische Primärproduzenten gebildet werden. Die molekularen und physiologischen Mechanismen des Abbaus komplexer Algen-Polysaccharide durch kälteangepasste Bakterien sind jedoch bisher nur ungenügend verstanden. Wir konnten ein psychrophiles marines Gammaproteobakterium, Pseudoalteromonas haloplanktis ANT / 505, aus der Antarktis isolieren, das eine Vielzahl an Polysacchariden verwerten kann. Das Bakterium, das in großer Zahl im Oberflächenwasser des Südlichen Ozeans nachweisbar ist, ist genetisch zugänglich. Wir schlagen dieses Bakterium als Modellorganismus zur Untersuchung von psychrophilen Anpassungsmechanismen des marinen Polysaccharid-Abbaus in den Polarregionen vor. Das Projekt zielt darauf ab, spezifische Mechanismen der marinen Polysaccharid-Verwertung dieses Modell-Bakteriums aufzuklären. Dabei wird die Verwertung von Pektin und Alginat im Mittelpunkt stehen. Das Projekt wird spezifische Oligosaccharid-Transport- und Verwertungsstrategien für Pektin und Alginat aufklären. Mithilfe proteogenomischer Analysen werden wir diese Protein-Funktionen vergleichend zu anderen Polysaccharid-Verwertungsmechanismen in P. haloplanktis untersuchen. Wir werden weiterhin prüfen, ob multi-modulare Enzyme eine erhöhte Wechselwirkung mit dem Substrat ermöglichen und so den Polysaccharid-Abbau in diffusionsoffenen marinen Habitaten unterstützen. Schließlich wird die Funktion extrazellulärer Vesikel und Oberflächenstrukturen beim Pektin- und Alginat-Abbau beispielhaft unter Niedrigtemperaturbedingungen untersucht. Das geplante Projekt wird biologische Prozesse untersuchen, die für den Kohlenstoffkreislauf im Südlichen Ozean relevant sind. Ein besseres Verständnis von Polysaccharid-Abbauprozessen im Südpolarmeer schafft die Voraussetzung für die Charakterisierung der Funktion der biologischen Pumpe im Südlichen Ozean unter den Bedingungen des Klimawandels.
Im Projekt CLEARANCE wird ein integrierter landschaftsökologischer, sozioökonomischer und politischer Rahmen für die Nutzung von 'wetland buffer zones' (WBZ) in einer Kreislaufwirtschaft der Wasserreinigung, Nährstoffwiederverwendung und landwirtschaftlicher Nutzung von Flusseinzugsgebieten entwickelt. Das IGB bearbeitet in CLEARANCE eins der sieben thematischen Arbeitspakete des Verbundvorhabens. Die Aufgaben sind zwei Projekt-Phasen zugeordnet A) Konsolidierung der Methode zur Quantifizierung der Einträge von P und N in WBZ und B) Quantifizierung der N- und P- Quellen und Fließwege in ausgewählten Fallbeispielen unter der Nutzung der in A etablierten Methode ('Lokal kalibriertes Modell'). Die Anpassung des empirischen Modells für die Projektgebiete erfolgt in enger Zusammenarbeit mit der Universität Warschau. Die spätere Quantifizierung der Einträge und schlussendlich der Austräge zu Berechnung der Stoffbilanzen erfolgt zusammen mit der Universität Aarhus.
Objective: In order for the commercial production of large CIGS modules on the multi-MW scale to be successful, the processes must still be streamlined and optimised taking considering both economical and ecological aspects. This project aims to support the developme nt of this material- and energy-saving thin-film technology so it can gain a foothold in the free PV market. Promising laboratory results will be transferred to large-scale production, where the availability of appropriate production equipment and very hig h material and process yields are of decisive importance. 4 universities, 2 research institutes, and 4 companies will work closely together in order to merge the physical understanding of the processes and the engineering know-how, which are necessary for up-scaling the CIGS technology to a marketable multi-megawatt production volume. We will focus on: (1) very high-quality modules manufactured by coevaporation of CIGS and applying cost-effective methods, ETA up to 14 Prozent on 0.7 m2; (2) the development of Cd-free buffer layers for Cd-free CIGS modules on an area of up to 0.7 m2, ETA up to 12 Prozent; (3) and the development of a mid-term alternative: electrodeposition of low-cost CIS modules with ETA above 10 Prozent (estimated cost about 0.8 E/Wp). We will transfer the Mo back contact sputtering know-how to a specialised European large-area glass coater to provide substrates for both the coevaporation and the electrodeposition approaches. All process developments such as modifications of the back contact, wet- or vacuum-deposited buffer layers, the multi-stage coevaporation of CIGS, or improved Ga incorporation in electrodeposited absorbers will first be tested and evaluated on the laboratory scale. Successful approaches will be up-scaled and transferred to three independ ent commercial CIGS pilot lines located in three different European countries. Novel process and quality control techniques must also be developed and applied to reach these ambitious goals.