Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung eines chemisch-biotechnischen Verfahrens zur Herstellung von Phenol aus Biogas. In einem ersten Schritt sollen aus Biogas chemokatalytisch Benzol und die Nebenprodukte Ethen und Naphthalin hergestellt werden. In einem zweiten biotechnologischen Schritt sollen Benzol in Phenol sowie die Nebenprodukte in die Wertstoffe Ethylenoxid und Naphthol umgesetzt werden. Die Ziele des Teilprojekts sind: i) Aufbau einer Testanlage, ii) Einsatzfähige Single-Site Katalysatoren sowie iii) Produktion von Phenol, Naphthol und Ethylenoxid aus Biogas durch Kopplung von Chemo- und Biokatalyse. Für letzteres Ziel optimiert LIKAT drei Klassen von Katalysatoren auf maximale Selektivität für Benzol bei höchstmöglichem Umsatz von Biogas bzw. Methan. MLU stellt eine lösliche Methanmonooxygenase zur Verfügung und screent nach weiteren Benzol und Naphthalin oxidierenden Enzymen, welche rekombinant gewonnen werden sollen. IGB ist zuständig für das Screening nach weiteren Ethen oxidierenden Enzymen, die Untersuchung und Optimierung der Ganzzellkatalyse durch methanotrophe Mikroorganismen, sowie Aufbau und Betrieb einer Versuchsanlage zur Herstellung aller Endprodukte. Danach sollen die in den Teilprojekten erreichten Ergebnisse in der Versuchsanlage durch Kopplung der Chemo- und Biokatalyse vereinigt werden. Die Arbeitsplanung von LIKAT umfasst im Einzelnen folgende Arbeitspakete: 1) Aufbau des Teststandes für die Methanaromatisierung; 2) Synthese geeigneter Single-Site-Katalysatoren, wie Fe, Mo und vergleichbare, auf Trägermaterialien, wie SiO2, SiC, Kohlenstoffallotrope, Zeolithe; 3) Katalysatorcharakterisierung (XRD, BET, TG/DSC, XPS, UV-vis, IR/Raman, Chemisorption, TEM, XANES/EXAFS); 4) Katalysatortests im breiten Parameterraum 5) Optimierung von Katalysatorsynthese und Austestung sowie 6) Chemo- und Biokatalytische Kopplung.
Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung von High Tech SIC Bauteilen aus hochwertigem SIC-Bruchmaterial" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rösler Ceramtec GmbH durchgeführt. Siliciumcarbid ist ein hochwertiges und strategisch wichtiges Industriemineral für viele Industriebranchen, bei deren Herstellung große Mengen an Energie und Rohstoffen eingesetzt werden. Verschlissene SiC-Keramiken werden bisher entsorgt, z.B. allein in der Keramikindustrie Deutschlands ca. 1500 t an Brennhilfsmitteln. In dem geplanten Verbundprojekt von zwei KMU und einem Fraunhofer-Institut soll daher ein Verfahren zum Recycling von technischer SiC-Keramik, insbesondere von hochwertigen Brennhilfsmitteln für die keramische Industrie entwickelt werden. Darüber hinaus soll das Recycling von verschlissenen Dieselrußfiltern getestet und bewertet werden, da dies einen besonders wichtigen Markt für die Zukunft bedeutet, da mehr und mehr Material anfällt und hochwertig wiederverwertet werden soll. Für beide Arbeitsschwerpunkte sollen verbrauchte SIC-Keramiken nach Sorte und späterer Verwendung getrennt erfasst, anschließend zu SiC-Pulver mit definierter Größe aufgemahlen und fraktioniert werden. Basierend auf diesen Sekundärpulvern sollen Formgebungs- und Brennverfahren zur Herstellung neuer SiC-Brennhilfsmittel entwickelt werden. Durch Anwendungstests ist die Eignung der Recycling-Brennhilfsmittel nachzuweisen, um eine komplett geschlossene Wertschöpfungs- und Wiederverwendungskette zu etablieren.
Das Projekt "Im Fokus des Projektes NORLED steht die Herstellung einer neuen Technologie für energieeffiziente, weiße Leuchtdioden auf Basis fluoreszierenden Siliziumkarbids, die im Vgl. zum Stand der Technik umweltfreundlicher und kostengünstiger ist" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Department Werkstoffwissenschaften, Lehrstuhl Werkstoffe der Elektronik und Energietechnik. Arbeitsgruppe Crystal Growth durchgeführt. Im Gesamtprojekt NORLED (N-INNER) werden weiße Leuchtdioden auf Basis von fluoreszierendem SiC (f-SiC) hergestellt. Die Innovation des f-SiC liegt in der definierten Misch-Dotierung des Halbleiters SiC mit N, und vor allem Al und B. Zur Bauelementherstellung kommt der sog. Fast Sublimation Growth Prozess (FSGP) des Projektpartners IFM M.SYVÄJÄRVI zum Einsatz, welches ohne umweltgefährliche metallorganische Prekursoren, wie bei den Standard GaN Leuchtdioden auskommt. Das vorliegende Teilprojekt (IMS P.WELLMANN) bildet das Materialfundament des Gesamtprojektes und stellt speziell dotierte SiC-Substrate und Ausgangsmaterialien für den FSG-Prozess zur Verfügung. Zum Einsatz kommt das von P. Wellmann entwickelte, sog. Modifiziertes PVT (physical vapor transport), das Dotierstoffe über eine extra Gasleitung in die Wachstumszelle einleitet. Die hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie im Teilprojekt FOE E.SPIECKER bildet das Fundament der Materialcharakterisierung. WISSENSCHAFTLICH-TECHNOLOGISCH steht die Ausbalancierung der Dotierstoffe N, Al und B zur Erzeugung von weißem Licht im Fokus. (1) Bereitstellung von Ausgangsmaterialien für den FSG-Prozess (poly-SiC dotiert mit N, Al und B). (2) Herstellung von kristallinen SiC-Wafern (50mm und 75mm) dotiert mit N, Al und B. (3) Optimierung der Bauelement-Farbe Weiß durch Variation der Dotierung (4) Korrelation Dotierung mit Kristalldefekten. Die deutschen Teilprojekte ergeben bereits in sich eine sinnvoll abgeschlossene Einheit.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Bau und Testung des Funktionsmusters" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MIOBA Mitteldeutscher Industrie-Ofenbau GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, einen Hochtemperaturrekuperator mit einer verbesserten Wärmeübertragung auf der Basis von Füllungen zu entwickeln. Dazu ist ein hochtemperatur- und abgasstabiles Schutzschichtsystem notwendig, das a) mit einfachen fertigungstechnischen Möglichkeiten zu applizieren ist, b) über thermische Stabilität in oxidierender Atmosphäre bis etwa 1300 C verfügt, c) den Wärmeübergang von der Abluft auf den Rekuperatorwerkstoff nicht oder nur unwesentlich beeinflusst und d) wirtschaftlich herzustellen ist. Der Erfolg des Prinzips soll für 2 Konfigurationen a) an einem Funktionsmuster 'Zentralrekuperator' aus hitze- und zunderbeständigem Stahl als Mantelwerkstoff und einer modifizierten SiC-Füllung als kostengünstige Variante und b) an einem Funktionsmuster 'integrierter Brennerrekuperator' aus SiSiC als Mantelwerkstoff und einer modifizierten SiC-Füllung nachgewiesen werden. Das Vorhaben wird in einzelne Arbeitspaketen realisiert. Immanenter Bestandteil der Projektarbeiten sind die Meilensteinplanung und die Erfolgskontrolle. Die Kooperation der Partner miteinander wird über eine Kooperationsvereinbarung geregelt. Ein ständiger Abgleich von Teilergebnissen hinsichtlich ihrer Praxisrelevanz wird durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung amorpher und mikrokristalliner Halbleiter mittels VHF PECVD und Vergleich mit Hot-Wire CVD" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Halbleiter- und Mikrosystemtechnik durchgeführt. In diesem Verbundprojekt sollen neuartige Elektrodenmaterialien entwickelt werden, die sich durch drei wesentliche Materialeigenschaften auszeichnen: Hohe Passivierwirkung, sehr gute optische Eigenschaften und elektrische Leitfähigkeit. Es werden Elektroden entwickelt, die auf dielektrischen Schichten basieren und mit der PERC Anlagentechnik und Prozessführung kompatibel sind. Weiterhin werden Elektroden mit verbesserter Transparenz und besserer passivierender Wirkung für a Si:H/c Si Heterokontaktsolarzellen angestrebt. Für TUD: Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung amorpher und mikrokristalliner Halbleiter mittels VHF PECVD und Vergleich mit Hot-Wire CVD. Es werden drei wissenschaftliche Ansätze verfolgt. Zum einen sollen heutige dielektrische Passivierungsschichten durch Dotierung und Einführung von Laminatstrukturen weiterentwickelt werden. Im zweite Ansatz werden amorphe und mikrokristallinen Halbleitern mit hohen Bandlücken (a SiOx, a SiC und Mikro c SiOx) entwickelt. Um die Passivierungswirkung dieser Materialien weiter zu erhöhen, werden im dritten Ansatz neue Abscheideverfahren mit extrem geringer Grenzflächenschädigung für Heterokontakt-Solarzellen entwickelt. Für die drei Ansätze werden zunächst die neue Prozessanlagentechnik und die entsprechenden Prozesse entwickelt. Danach findet die Materialentwicklung und abschließende die Demonstration und Verifikation in funktionierenden Solarzellen statt.
Das Projekt "Teilvorhaben FAP GmbH: Entwicklung einer Hot-Wire Linienquelle und einer PECVD Abscheidung mit Plasmafrequenzen bis 200 MHz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FAP Forschungs- und Applikationslabor Plasmatechnik GmbH Dresden durchgeführt. In diesem Verbundprojekt sollen neuartige Elektrodenmaterialien entwickelt werden, die sich durch drei wesentliche Materialeigenschaften auszeichnen: hohe Passivierwirkung, sehr gute optische Eigenschaften und elektrische Leitfähigkeit. Es werden Elektroden entwickelt, die auf dielektrischen Schichten basieren und mit der PERC Anlagentechnik und Prozessführung kompatibel sind. Weiterhin werden Elektroden mit verbesserter Transparenz und besserer passivierender Wirkung für a-Si:H/c-Si Heterokontaktsolarzellen angestrebt. FAP: Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung einer Hot-Wire Linienquelle und einer PECVD Abscheidung mit Plasmafrequenzen bis 200 MHz für diese Aufgabenstellung. Es werden drei wissenschaftliche Ansätze verfolgt. Zum einen sollen heutige dielektrische Passivierungsschichten durch Dotierung und Einführung von Laminatstrukturen weiterentwickelt werden. Im zweiten Ansatz werden amorphe und mikrokristalline Halbleiter mit hohen Bandlücken (a-SiOx, a-SiC und Mikro c-SiOx) entwickelt. Um die Passivierungswirkung dieser Materialien weiter zu erhöhen, werden im dritten Ansatz neue Abscheideverfahren mit extrem geringer Grenzflächenschädigung für Heterokontakt-Solarzellen entwickelt. Für die drei Ansätze werden zunächst die neue Prozessanlagentechnik und die entsprechenden Prozesse entwickelt. Danach finden die Materialentwicklung und abschließend die Demonstration und Verifikation in funktionierenden Solarzellen statt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung innovativer Materialien und Prozesse für optoeletronische Bauelemente auf der Basis von GaAs und SiC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik im Forschungsverbund Berlin e.V. durchgeführt. Die drei Forschungsinstitute FBH, HHI und IAF werden im Rahmen dieses Vorhabens gemeinsam die in der Literatur vorhandenen toxikologisch relevanten Materialdaten der als prioritär eingestuften Verbindungshalbleiter sichten. Das FBH ist dabei für GaAs und SiC zuständig. Die Ergebnisse werden in einer Literatur-Datenbank zusammentragen. Durch Prüfung der verfügbaren Daten werden Datenlücken identifiziert und an die Verbundpartner kommuniziert. Eine Kurzform der Ergebnisse wird dann in ein für den Datenaustausch mit EU-Institutionen kompatibles Datenbankformat übertragen. Nur auf diese Weise sind sie auch unmittelbar, z.B. für die Erstellung eines REACH Dossiers. An den Instituten HHI und FBH werden Freisetzungspotentiale von Stoffen in der Produktion und dessen Umfeld untersucht. Die Messstrategie für die einzelnen Herstellungsschritte wird am FBH exemplarisch für GaAs durchgeführt. Dabei wird analog zu allen einschlägigen Normen vorgegangen. Die Messkampagnen gliedern sich entlang der Prozessschritte. Sie erfolgen in der Zu- und Umluft sowie an potenziell gefährdeten Arbeitsplätzen. Prozessabwässer werden auf Bestandteile der Ausgangsstoffe untersucht und mit den jeweiligen Löslichkeiten korreliert.
Das Projekt "Teilprojekt 5: Suszeptoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AMG Mining AG durchgeführt. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist es, die Rezyklierbarkeit von Verbundbaustoffen zu verbessern. Dazu sollen aus mehreren Komponenten bestehende, mittels mineralischer Kleber zusammengefügte Verbundwerkstoffe so gestaltet werden, dass sie beim Rückbau oder bei der anschließenden Aufbereitung getrennt werden können. Die Verbindungen sollen durch Zugabe mikrowellensensibler Bestandteile modifiziert werden, um sie durch eine entsprechende Behandlung In Place oder In Plant trennen zu können. Das zu entwickelnde Verfahren könnte auch bei der Sanierung von Bauwerken genutzt werden. Die mikrowellensensiblen Zusätze dürfen den Primärverbund nicht beeinträchtigen, die Verwertung nicht störend beeinflussen und selbst keine kritischen Rohstoffe darstellen. Diese Forderungen sind erfüllbar, wenn Graphit, Siliciumcarbid oder Eisenoxide eingesetzt werden. Das Projekt wird von der BUW koordiniert. Alle in Zusammenhang mit der Entwicklung und dem Aufbau des Demonstrators stehenden Themen werden vom Fraunhofer ICT und der Firma MUEGGE GmbH (Mikrowellenspezialist) übernommen. Auswahl, Beschaffung und Untersuchung der Additive und Binder übernehmen die BUW, Baumit (Verbundwerkstoffe) und GK (Suzeptoren). Für Werkstoffuntersuchungen und Applikationsversuche ist das IAB verantwortlich.
Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Claus Bender Werkzeugbau GmbH & Co.KG durchgeführt. Erarbeitung von Bearbeitungsmethoden zur Herstellung von Ziehsteinen aus Dia - Sic-Kompositmaterial . Die Herstellung solcher Werkzeuge unterscheidet sich in der Bearbeitung von herkömmlichen Hartstoffen dadurch, dass das Siliziumcarbid als Binder sich in der Härte sehr stark von dem eingebetteten Diamanten unterscheidet und deshalb die Gefahr des herauspolierens des SIC Materiales besteht. Deshalb müssen hier die Methoden entwickelt werden, die dies verhindern. Es muss durch Bearbeitungsversuche wie Schleifen, Läppen, Polieren die richtige Vorgehensweise ermittelt werden. Hierzu müssen durch diesen Test die die optimalen Bearbeitungswerkzeuge /- Maschinen entwickelt werden. Evaluierung der Bearbeitungsmethoden Oberflächenfinishing Auslegung der Innengeometrie Bearbeitung des Ziehwinkel, Zylinders und Ausgang Außenschleifen und einfassen der Dia - Sic- Kernrohlinge Diagrammerstellung und mit Bemerkungen
Das Projekt "Teilvorhaben: Uni Kassel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Institut für Elektrische Energietechnik, Fachgebiet Elektrische Energieversorgungssysteme durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung von neuartigen robusten Stellgliedern für den Einsatz zum Blindleistungs-Management in Mittelspannungsnetzen. Aus Gründen der Zuverlässigkeit bzw. Lebensdauer soll hierbei die in den Stellgliedern verwendete Halbleiterfläche minimiert bzw. ggf. der Einsatz von Leistungshalbleitern vermieden werden. Der primäre Fokus liegt auf Komponenten zur Blindleistungskompensation, deren Funktionsweise auf magnetischen Wirkprinzipien beruht. Steuerbare magnetische Bauelemente sind die Grundlage für robuste, langlebige und wartungsarme Stellglieder mit einem Minimum an benötigten elektronischen Komponenten. Weiterhin wird betrachtet, inwieweit neue Halbleitermaterialien (Siliziumkarbid) verwendet werden können, um die in Blindleistungskompensatoren benötigte Halbleiterfläche zu minimieren. Nach theoretischer Betrachtung möglicher magnetischer Wirkprinzipien erfolgt eine Auswahl von magnetischen bzw. elektronisch-magnetischen Konzepten für experimentelle Untersuchungen. Auf Basis der Auswertung experimenteller Ergebnisse wird das vielversprechendste Konzept ermittelt und als Niederspannungs-Demonstrator aufgebaut. Durch Labortests wird die Funktionalität des Demonstrators nachgewiesen und das Betriebsverhalten erprobt. Die Erkenntnisse dieser Tests dienen zur Optimierung und fließen in die anschließende Skalierung des Kompensators für den Einsatz in Mittelspannungsnetzen ein. Abschließend soll die Erprobung des MS-Demonstrators im Labor erfolgen, ggf. ein Feldtest bestritten werden.
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