Das Projekt "Bestimmung von sehr geringen Konzentrationen an HCl in Troposphaere und Stratosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Anorganische Chemie, Fachgebiet Analytische Chemie durchgeführt. Aus Untersuchungen einer amerikanischen Arbeitsgruppe geht hervor, dass Fluorchlorkohlenwasserstoffe die die Erde umgebende Ozonschicht abbauen. Ueber das Mass dieses Abbaus lassen sich keine exakten Angaben machen, da zu viele Konzentrationen beteiligter Reaktanden und Gleichgewichts bzw. Geschwindigkeitskonstanten nur ungenuegend bekannt sind. Eine sehr grosse Bedeutung kommt bei den Berechnungen der HCl-Konzentration in der Troposphaere und Stratospaere zu. Das analytische Problem HCl-Konzentrationen, die kleiner als 0,01 ppbv sind, in der Troposphaere zu bestimmen, laesst sich nur durch neue Methoden loesen. Zur Zeit sind wir deshalb mit der Ausarbeitung von zwei Methoden beschaeftigt. Bei der ersten Methode wird zunaechst traegerfreies CrO3 durch Kernreaktionen hergestellt. Anschliessend erfolgt mit dem zu bestimmenden HCl eine Umsetzung und das gebildete CrO2Cl2 wird verfluechtigt und durch Bestimmung der Aktivitaet eine HCl-Bestimmung durchgefuehrt. Bei dem zweiten Verfahren wird die Selektivitaet eines EC-Detektors fuer bestimmte Substanzen ausgenutzt. HCl wird entweder mit halogenierten Epoxiden umgesetzt oder perfluorierte organische Verbindungen werden gespalten. Die entstehenden Verbindungen werden gaschromatographisch abgetrennt und mit hoher Nachweisempfindlichkeit mit einem EC-Detektor nachgewiesen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Drop-in Elektrolyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Der steigende Anteil der erneuerbaren Energien im Gesamtenergiemix verlangt die Speicherung temporär oder lokal überschüssiger elektrische Energie. Neben der Batterietechnologie als Möglichkeit der Speicherung bietet sich auch die elektroorganische Synthese als Technologie zur Speicherung und direkten Nutzung an. Bei elektroorganischen Synthesen wird elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt und ermöglicht so deren sichere und handhabbare Speicherung sowie Verwendung für die Synthese von Chemikalien. Bei der Nutzung von CO2 als Rohstoff für die elektrochemische Synthese ist das Spektrum an möglichen Produkten jedoch sehr begrenzt. Zumeist können hier mit hoher Selektivität und Elektroneneffizienz nur C1-Verbindungen erhalten werden. Die reine Biosynthese aus CO2 wiederum ist auf eine externe Energiequelle (z.B. H2) angewiesen. Um eine wertschöpfende Synthese ausgehend von CO2 zu ermöglichen, schlagen wir die Entwicklung eines beispielgebenden Verfahrens für die gekoppelte elektrochemisch-mikrobielle Synthese vor. Dabei wird in einem ersten Schritt an einer Gasdiffusionselektrode CO2 zu Formiat reduziert. Dieses Formiat wird anschließend bzw. in situ biotechnologisch zu industriell relevanten Wertstoffen umgesetzt. Die Wertstoffe schließen dabei Methan, PHB und Isopropanol oder Ectoin ein. Zur Erreichung der Ziele umfasst das Arbeitsprogramm in GAMES insbesondere die Herstellung von verbesserten Gasdiffusionselektroden, die Entwicklung von Elektrolyse-Zellen, die Erweiterung des Prozessfensters, Praxisevaluierungen und Modell-basierte Optimierungen.
Das Projekt "BS2, Bioflotation von Sulfiden in Meerwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Koordination und Verfahrenstechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Linde GmbH durchgeführt. Die chemische Industrie, insbesondere die Grundstoffchemie, ist ein energieintensiver Sektor mit hohen Treibhausgas-Emissionen. Im Jahr 2017 war die Grundstoffchemie mit direkten Emissionen von 37,2 Mio. t CO2-Äquivalenten, davon prozessbedingten Emissionen in Höhe von 6,8 Mio. t CO2-Äquivalenten, der Industriesektor (neben Stahl und Zement) mit den höchsten Treibhausgas-Emissionen in Deutschland. Von allen relevanten Produktionsprozessen der Grundstoffchemie ist das 'Steam-Cracken' (Dampf-Spaltung) das wichtigste petrochemische Herstellungsverfahren, um Grundchemikalien wie Ethylen, Propylen, Butadien und Benzol sowie in der Folge 'High-Value Chemicals' (HVC), herzustellen. Steamcracker emittieren ca. 0,76 Tonnen CO2 je Tonne HVC. Es ist offensichtlich, dass effizientere Prozesse zur Ethylenherstellung ein großes CO2-Einsparpotential eröffnen können. Ein solcher Prozess ist die oxidative Dehydrierung von Ethan zu Ethylen (ODHE). Aus dem derzeitigen Entwicklungsstand der ODHE-Technologie ergeben sich Forschungslücken, aus denen sich für das Forschungsprojekt im Rahmen der Erhöhung der Gesamtproduktausbeute auf mindestens 95% insbesondere zwei Zielrichtungen ableiten lassen I. Erforschung eines neuartigen ODHE-Prozesses mit genügend hoher Ethylen-Selektivität, der es erlaubt, ohne Verwertung des Koppelproduktes Essigsäure Ethylen im Bereich ab ca. 1 Mt/a zu erzeugen. II. Erhöhung der Essigsäure-Selektivität für ein Ethylen / Essigsäure Verfahren mit einem molaren Produktverhältnis C2H4 / CH3COOH = 3 bei einer Ethan-Konversion von = 50% und einer Gesamtproduktausbeute (C2H4 + CH3COOH) = 95%. Die Projektpartner halten bei Erreichung der Projektziele eine vollständige Vermeidung von direkten ('Scope 1') CO2-Emissionen bei der Herstellung von Ethylen über das ODHE-Verfahren gegenüber dem Stand der Technik (Steam-Cracker als Referenzverfahren) und darüber hinaus eine deutliche Minimierung von 'Scope 2' CO2-Emissionen für ein realistisches Ziel.
Das Projekt "Teilprojekt 3: Reaktorentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAN Energy Solutions SE durchgeführt. Die chemische Industrie, insbesondere die Grundstoffchemie, ist ein energieintensiver Sektor mit hohen Treibhausgas-Emissionen. Im Jahr 2017 war die Grundstoffchemie mit direkten Emissionen von 37,2 Mio. t CO2-Äquivalenten, davon prozessbedingten Emissionen in Höhe von 6,8 Mio. t CO2-Äquivalenten, der Industriesektor (neben Stahl und Zement) mit den höchsten Treibhausgas-Emissionen in Deutschland. Von allen relevanten Produktionsprozessen der Grundstoffchemie ist das 'Steam-Cracken' (Dampf-Spaltung) das wichtigste petrochemische Herstellungsverfahren, um Grundchemikalien wie Ethylen, Propylen, Butadien und Benzol sowie in der Folge 'High-Value Chemicals' (HVC), herzustellen. Steamcracker emittieren ca. 0,76 Tonnen CO2 je Tonne HVC. Es ist offensichtlich, dass effizientere Prozesse zur Ethylenherstellung ein großes CO2-Einsparpotential eröffnen können. Ein solcher Prozess ist die oxidative Dehydrierung von Ethan zu Ethylen (ODHE). Aus dem derzeitigen Entwicklungsstand der ODHE-Technologie ergeben sich Forschungslücken, aus denen sich für das Forschungsprojekt im Rahmen der Erhöhung der Gesamtproduktausbeute auf mindestens 95% insbesondere zwei Zielrichtungen ableiten lassen I. Erforschung eines neuartigen ODHE-Prozesses mit genügend hoher Ethylen-Selektivität, der es erlaubt, ohne Verwertung des Koppelproduktes Essigsäure Ethylen im Bereich ab ca. 1 Mt/a zu erzeugen. II. Erhöhung der Essigsäure-Selektivität für ein Ethylen / Essigsäure Verfahren mit einem molaren Produktverhältnis C2H4 / CH3COOH = 3 bei einer Ethan-Konversion von = 50% und einer Gesamtproduktausbeute (C2H4 + CH3COOH) = 95%. Die Projektpartner halten bei Erreichung der Projektziele eine vollständige Vermeidung von direkten ('Scope 1') CO2-Emissionen bei der Herstellung von Ethylen über das ODHE-Verfahren gegenüber dem Stand der Technik (Steam-Cracker als Referenzverfahren) und darüber hinaus eine deutliche Minimierung von 'Scope 2' CO2-Emissionen für ein realistisches Ziel.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Prozess- und Lebenszyklusanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Department of Energy and Process Engineering , Lehrstuhl für Anlagen- und Prozesstechnik durchgeführt. Die chemische Industrie, insbesondere die Grundstoffchemie, ist ein energieintensiver Sektor mit hohen Treibhausgas-Emissionen. Im Jahr 2017 war die Grundstoffchemie mit direkten Emissionen von 37,2 Mio. t CO2-Äquivalenten, davon prozessbedingten Emissionen in Höhe von 6,8 Mio. t CO2-Äquivalenten, der Industriesektor (neben Stahl und Zement) mit den höchsten Treibhausgas-Emissionen in Deutschland. Von allen relevanten Produktionsprozessen der Grundstoffchemie ist das 'Steam-Cracken' (Dampf-Spaltung) das wichtigste petrochemische Herstellungsverfahren, um Grundchemikalien wie Ethylen, Propylen, Butadien und Benzol sowie in der Folge 'High-Value Chemicals' (HVC), herzustellen. Steamcracker emittieren ca. 0,76 Tonnen CO2 je Tonne HVC. Es ist offensichtlich, dass effizientere Prozesse zur Ethylenherstellung ein großes CO2-Einsparpotential eröffnen können. Ein solcher Prozess ist die oxidative Dehydrierung von Ethan zu Ethylen (ODHE). Aus dem derzeitigen Entwicklungsstand der ODHE-Technologie ergeben sich Forschungslücken, aus denen sich für das Forschungsprojekt im Rahmen der Erhöhung der Gesamtproduktausbeute auf mindestens 95% insbesondere zwei Zielrichtungen ableiten lassen I. Erforschung eines neuartigen ODHE-Prozesses mit genügend hoher Ethylen-Selektivität, der es erlaubt, ohne Verwertung des Koppelproduktes Essigsäure Ethylen im Bereich ab ca. 1 Mt/a zu erzeugen. II. Erhöhung der Essigsäure-Selektivität für ein Ethylen / Essigsäure Verfahren mit einem molaren Produktverhältnis C2H4 / CH3COOH = 3 bei einer Ethan-Konversion von = 50% und einer Gesamtproduktausbeute (C2H4 + CH3COOH) = 95%. Die Projektpartner halten bei Erreichung der Projektziele eine vollständige Vermeidung von direkten ('Scope 1') CO2-Emissionen bei der Herstellung von Ethylen über das ODHE-Verfahren gegenüber dem Stand der Technik (Steam-Cracker als Referenzverfahren) und darüber hinaus eine deutliche Minimierung von 'Scope 2' CO2-Emissionen für ein realistisches Ziel.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Katalysatorentwicklung und -herstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Clariant Produkte (Deutschland) GmbH durchgeführt. Die chemische Industrie, insbesondere die Grundstoffchemie, ist ein energieintensiver Sektor mit hohen Treibhausgas-Emissionen. Im Jahr 2017 war die Grundstoffchemie mit direkten Emissionen von 37,2 Mio. t CO2-Äquivalenten, davon prozessbedingten Emissionen in Höhe von 6,8 Mio. t CO2-Äquivalenten, der Industriesektor (neben Stahl und Zement) mit den höchsten Treibhausgas-Emissionen in Deutschland. Von allen relevanten Produktionsprozessen der Grundstoffchemie ist das 'Steam-Cracken' (Dampf-Spaltung) das wichtigste petrochemische Herstellungsverfahren, um Grundchemikalien wie Ethylen, Propylen, Butadien und Benzol sowie in der Folge 'High-Value Chemicals' (HVC), herzustellen. Steamcracker emittieren ca. 0,76 Tonnen CO2 je Tonne HVC. Es ist offensichtlich, dass effizientere Prozesse zur Ethylenherstellung ein großes CO2-Einsparpotential eröffnen können. Ein solcher Prozess ist die oxidative Dehydrierung von Ethan zu Ethylen (ODHE). Aus dem derzeitigen Entwicklungsstand der ODHE-Technologie ergeben sich Forschungslücken, aus denen sich für das Forschungsprojekt im Rahmen der Erhöhung der Gesamtproduktausbeute auf mindestens 95% insbesondere zwei Zielrichtungen ableiten lassen I. Erforschung eines neuartigen ODHE-Prozesses mit genügend hoher Ethylen-Selektivität, der es erlaubt, ohne Verwertung des Koppelproduktes Essigsäure Ethylen im Bereich ab ca. 1 Mt/a zu erzeugen. II. Erhöhung der Essigsäure-Selektivität für ein Ethylen / Essigsäure Verfahren mit einem molaren Produktverhältnis C2H4 / CH3COOH = 3 bei einer Ethan-Konversion von = 50% und einer Gesamtproduktausbeute (C2H4 + CH3COOH) = 95%. Die Projektpartner halten bei Erreichung der Projektziele eine vollständige Vermeidung von direkten ('Scope 1') CO2-Emissionen bei der Herstellung von Ethylen über das ODHE-Verfahren gegenüber dem Stand der Technik (Steam-Cracker als Referenzverfahren) und darüber hinaus eine deutliche Minimierung von 'Scope 2' CO2-Emissionen für ein realistisches Ziel.
Das Projekt "Einfluss selektiven Holzeinschlags auf das Oekosystem 'Trockenwald' in Madagaskar" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Biologie III, Abteilung für Verhaltensphysiologie durchgeführt. Das Projekt untersucht die Auswirkungen verschiedener Wirtschaftsformen auf Pflanzen und Tiere eines Trockenwaldes im Westen Madagaskars.
Das Projekt "Teilprojekt: Rekonstruktion der atmosphärischen pCO2 Konzentration und der Palaeotemperaturen der höheren Breiten im Zeitraum spätes Perm bis frühe Trias" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, GeoZentrum Nordbayern, Lehrstuhl Geologie durchgeführt. Sauerstoffisotopenanalysen and Conodontenapatit belegen eine dramatische Erwärmung der niedrigen Breiten von bis 10° C vom späten Perm in die frühe Trias. Diese während fast der gesamten Frühen Trias anhaltende klimatische Erwärmung kann als Folge der Förderung der Sibirischen Trapp Basalte und daran geknüpfter Prozesse und damit als Konsequenz einer dramatisch erhöhten atmosphärischen CO2 Konzentration gesehen werden. Der Temperaturanstieg, eine hohe atmosphärische CO2 Konzentration sowie weitverbreitete anoxische Bedingungen in den Weltozeanen (Deadly Trio) könnten zu dem Massensterben im späten Perm geführt und die verzögerte Erholung der Ökosysteme nach der Perm-Trias Krise bedingt haben. Allerdings gibt es für diesen kritischen Zeitraum in der Erdgeschichte derzeit keine Proxy-Rekords für die atmosphärische CO2 Konzentration und die Temperaturentwicklung in den mittleren bis höheren Paläobreiten. Das angestrebte Forschungsprojekt hat zum Ziel, die atmosphärische CO2 Konzentration sowie die Temperaturgeschichte in den mittleren bis höheren Breiten für den Zeitabschnitt des späten Perms bis frühe Mittlere Trias zu rekonstruieren. Kohlenstoffisotopenanalysen an karbonatischen Paläoböden sollen zur Rekonstruktion der atmosphärischen CO2 Konzentrationen genutzt werden. Die Temperaturgeschichte in den mittleren bis höheren Breiten soll mittels Sauerstoffisotopenanalysen an biogenem Apatit ermittelt werden. Die erarbeiteten pCO2 und Paläotemperaturrekords sollen mit paläobiologischen Diversitätsmustern der niedrigen und hohen Breiten verglichen werden, um den Einfluss von zwei Komponenten des Deadly Trios (Temperatur, pCO2) auf die Selektivität in der Faunenentwicklung (niedrige vs. hohe Breiten) beschreiben zu können.
Das Projekt "Entfernung von toxischen Schwermetallen aus industriellen Abwässern unter Verwendung immobilisierter Makroalgenbiomasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Biotechnologie, Fachgebiet Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Mit dem Projekt wird das Ziel verfolgt, ein wirtschaftlich einsetzbares Verfahren zur Schwermetallentfernung auf der Grundlage von Algenbiomasse zu entwickeln. Die Grundlage für die Antragstellung bilden die Ergebnisse, die zur Abtrennung von Schwermetallen aus der wässrigen Phase im Sonderforschungsbereich 193 der Deutschen Forschungsgemeinschaft 'Biologische Behandlung industrieller und gewerblicher Abwässer' an der Technischen Universität Berlin in der 3. und 4. Förderphase von 1997 bis 2001 unter Verwendung von Mikroalgenbiomasse erreicht wurden. Mit dem Forschungsvorhaben soll versucht werden, dem Problem der Bereitstellung preiswerter Biomasse näher zu kommen. Hierzu können marine Makroalgen, die aus dem Meer gewonnen werden oder die bereits zur Wertstoffgewinnung verwendet werden, dienen. Bisher sind in den Teilprojekten F2 und F3 des Sonderforschungsbereichs 193 der Deutschen Forschungsgemeinschaft 30 verschiedene Mikroalgen aus unterschiedlichen Bezugsquellen eingesetzt worden. Der gegenwärtige Stand der Untersuchungen im Hinblick auf Aufnahmekapazität und -geschwindigkeit der Schadstoffe lässt Rückschlüsse auf eine erfolgversprechende technische Anwendungsmöglichkeit zu. Voraussetzung dafür ist die Lösung des Problems des durch die Kultivierungsbedingungen für die Mikroalgen noch zu hohen Preises für die Biomasse. Zeigen Makroalgen im Vergleich zu den Mikroalgen ähnliche positive Eigenschaften im Hinblick auf die Aufnahmefähigkeit (Kapazität, Selektivität) für Schwermetallionen, so könnten Immobilisate auf der Basis von Makroalgenbiomasse eine Alternative darstellen. Neben den bereits im Sonderforschungsbereich 193 eingesetzten Metallen Blei, Nickel, Cadmium, Zink und Kupfer ist die Ausdehnung der Untersuchungen auf weitere Metalle geplant, die als Kontaminationen in der Abwasseraufbereitung unterschiedlicher Herkunftsquellen eine wichtige Rolle spielen. Vorgesehen ist eine Erweiterung auf die Metalle Chrom (Cr+3) und Arsen (As). Der Schwerpunkt der Untersuchungen sollte auf industriell nutzbaren preiswerten Makroalgen liegen, die in großer Menge als Biomassenquelle vorhanden sind und leicht beschafft werden können.
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