Das Projekt "Hot gas-cleaning" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DMT-Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH durchgeführt. General Information: Descriptions of the individual parts of the project are given below. Removal of trace elements in hot gas cleaning systems (CSIC). Study of the capture of trace elements by a range of different sorbents - mainly metal mixed oxides, clay materials and alkaline-earth carbonates but also some alumina and siliceous materials - in two laboratory scale reactors (a fixed bed and a fluidised bed) at temperatures between 550 and 750 degree C. Different compositions of the simulated coal gas stream will also be tested. Different sorbents, temperatures and stream gas composition will be studied during each of three periods of six months in each of the three years of the programme. Hot H2S Removal by using waste products as solvents (TGI). Testing of red mud (a residue from aluminium manufacture) and electric arc furnace dust (a residue from steel making) as sorbents for hot dry desulphurisation of coat derived fuel gas. These materials have been chosen as containing potential sorbents including calcium, iron, zinc and manganese oxides. Tests will be carried out in a laboratory-scale pressurised reactor. Use of carbon materials and membranes for hot gas clean up (DMT). Study of the potential use of carbon materials for removing trace metals and sulphur compounds from hot gasification gases (also potentially the separation of light gases such as hydrogen), taking advantage of the stability of carbon at high temperature and in corrosive atmospheres. A bed of carbon (or, where appropriate, another material) alone or in combination with a carbon filtering membrane installed in a laboratory gas circuit will be used: - to study the effect on composition of passing gas from a gasifier through a bed of activated carbon or a carbon molecular sieve at various temperatures, pressures and flow rates. - to repeat the studies as above with a filtering membrane made from carbon added. - to study the combination of sorption/filtration and catalytically active materials (i.e. using catalysts for the CO shift and for hydrogenation). The use of other compounds such as zeolitic membranes or granular beds will also be considered and the advantages of using combined gas clean up systems will be reviewed in the light of the data obtained. Development of improved stable catalysts and trace elements capture for hot gas cleaning in advanced power generation (CRE Group). Studies will be carried out on existing equipment to improve and assess catalysts based on iron oxide on silica and titania with mixed metal oxides to remove ammonia, hydrogen cyanide, hydrogen chloride, arsine, hydrogen sulphide and carbonyl sulphide. Selected catalysts will be tested at pressures up to 20 bar and temperatures in the range 500 - 800 degree C using simulated atmospheres. ... Prime Contractor: Deutsche Montan Technologie, Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH (DMT); Essen; Germany.
Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik durchgeführt. Ziel des Projektes war es, neuartige Wärmetransfertechnologien zur thermischen Ankopplung einer Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle an ein Wärmereservoir einzusetzen. Heutzutage finden Wärmetransfertechnologien bereits in einer Vielzahl von Bereichen ihre Anwendung, z.B. zur Kraft-Wärme-Kopplung in Gebäuden oder zur PC-Kühlung. Aus der Literatur sind bereits Wärmetransferkomponenten, die durch veränderte Geometrien und geeignete Materialwahl miniaturisiert wurden, bekannt. Bei der entwickelten Wärmetransferkomponente handelt es sich um eine Heatpipe, die in die Bipolarplatten des Brennstoffzellen-Stacks integriert werden sollte. Damit wird es ermöglicht, die Brennstoffzelle in der Startphase auf die notwendige Arbeitstemperatur aufzuheizen, sowie die während des Betriebes erzeugte thermische Energie abzuführen und in einem externen Wärmereservoir zu speichern. Projektidee war es, die Bipolarplatten und Heatpipes aus einem Material herzustellen. An das Material werden folgende Anforderungen gestellt: hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit sowie hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit bei der anvisierten Temperatur von 160 C bis 180 C. Zudem sollte das Material mit etablierten Verfahren aus der Mikrotechnologie strukturiert werden können. Die Innovationen beruhten auf dem neuen Materialkonzept und der Integration der Heatpipes in die Bipolarplatten eines Brennstoffzellen-Stacks. Zudem sollten andere Wärmetransfertechnologien getestet und mit den integrierten Siliziumheatpipes verglichen werden. Die beiden Partner IMTEK und Fraunhofer ISE konnten erfolgreich aufzeigen, dass Heatpipes als Wärmetransferkomponente in Brennstoffzellen, insbesondere Hochtemperatur-Brennstoffzellen, eingesetzt werden können.
Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Ziel des Projektes war es, neuartige Wärmetransfertechnologien zur thermischen Ankopplung einer Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle an ein Wärmereservoir einzusetzen. Heutzutage finden Wärmetransfertechnologien bereits in einer Vielzahl von Bereichen ihre Anwendung, z.B. zur Kraft-Wärme-Kopplung in Gebäuden oder zur PC-Kühlung. Aus der Literatur sind bereits Wärmetransferkomponenten, die durch veränderte Geometrien und geeignete Materialwahl miniaturisiert wurden, bekannt. Bei der entwickelten Wärmetransferkomponente handelt es sich um eine Heatpipe, die in die Bipolarplatten des Brennstoffzellen-Stacks integriert werden sollte. Damit wird es ermöglicht, die Brennstoffzelle in der Startphase auf die notwendige Arbeitstemperatur aufzuheizen, sowie die während des Betriebes erzeugte thermische Energie abzuführen und in einem externen Wärmereservoir zu speichern. Projektidee war es, die Bipolarplatten und Heatpipes aus einem Material herzustellen. An das Material werden folgende Anforderungen gestellt: hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit sowie hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit bei der anvisierten Temperatur von 160 C bis 180 C. Zudem sollte das Material mit etablierten Verfahren aus der Mikrotechnologie strukturiert werden können. Die Innovationen beruhten auf dem neuen Materialkonzept und der Integration der Heatpipes in die Bipolarplatten eines Brennstoffzellen-Stacks. Zudem sollten andere Wärmetransfertechnologien getestet und mit den integrierten Siliziumheatpipes verglichen werden. Die beiden Partner IMTEK und Fraunhofer ISE konnten erfolgreich aufzeigen, dass Heatpipes als Wärmetransferkomponente in Brennstoffzellen, insbesondere Hochtemperatur-Brennstoffzellen, eingesetzt werden können.
Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik durchgeführt. Für eine optimale Leistungsfähigkeit von Brennstoffzellen und möglichst geringe Degradation ist eine homogene elektrochemische Aktivität und Temperatur über den gesamten Bereich der Elektroden erwünscht, da eine inhomogene Stromdichte- oder Temperaturverteilung zu einer verringerten Nutzung der Reaktanden oder des Katalysators führt, was sich in einem erniedrigten Wirkungsgrad niederschlägt. Auch die Langzeitstabilität von Zellkomponenten kann durch die ungleichmäßige Verteilung der elektrischen und thermischen Eigenschaften über die Zelle negativ beeinflusst werden. Daher besteht bei den Entwicklern von Brennstoffzellen der starke Wunsch, über entsprechende zu entwickelnde analytische Methoden Informationen über die lokale Verteilung der elektrischen, chemischen und thermischen Eigenschaften zu erhalten, die für eine Verbesserung der Zellen und des Designs genutzt werden können. Im Bereich der Niedertemperatur-Polymermembran-Brennstoffzellen wurden hier vor einigen Jahren umfangreiche Entwicklungen hauptsächlich zur Messung der Stromdichteverteilung begonnen, während es im Bereich der oxidkeramischen Hochtemperaturbrennstoffzelle auf Grund der erhöhten Anforderungen bei den hohen Betriebstemperaturen von 700-1000 C bisher erst relativ wenige Ansätze für eine ortsaufgelöste Messtechnik gab. Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist das detaillierte Verständnis der grundlegenden Ursachen, insbesondere der Zusammenhänge von örtlichen Inhomogenitäten mit Betriebsbedingungen, Zellgeometrie und Zellleistung. Hierzu wird in einem integrierten Ansatz insbesondere die Kombination von hochentwickelten experimentellen Methoden mit detaillierten physikalisch-chemischen Modellen und Simulationsrechnungen zum Einsatz gebracht. Die Simulationsrechnungen erlauben die Vorhersage der örtlich verteilten Konzentrationen von Gasphasen-Spezies und Temperatur sowohl in den Gaskanälen als auch innerhalb der porösen Elektroden. Durch das Zusammenspiel von Experiment und Modellierung in einem iterativen Prozess soll ein hinreichend detailliertes Modell erhalten werden, das den komplexen Vorgängen innerhalb der SOFC gerecht wird.
Das Projekt "Schwerpunkt: Statik (Liner)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Selle Consult GmbH durchgeführt. Fernwärmenetze sind in Deutschland seit den 1950er Jahren historisch gewachsen. Die Systeme waren für eine Lebensdauer von ca. 60 Jahren ausgelegt und erreichen nun in absehbarer Zeit das Ende ihrer prognostizierten Nutzungsdauer. Ein Ziel des Energieforschungsprogramms der Bundesregierung ist, die Nutzbarkeit der Fernwärmeleitungen signifikant zu verlängern. Für Rohrleitungen in überwiegend drucklosen Abwassernetzen und für Trinkwasser-Drucknetze wurden bereits verschiedene Sanierungsverfahren entwickelt: so werden bspw. vor Ort erhärtende Schlauch-Liner aus GFK in das Rohrsystem eingebracht. Ziel des vorliegenden Projektes ist es, dieses Verfahren auf die Fernwärme zu übertragen und ein Liner-System zu entwickeln, welches die hohen spezifischen Anforderungen hinsichtlich der mechanischen, thermischen und chemischen Belastbarkeit sowie an die Zeitstandfestigkeit erfüllt. Die Schlauch-Liner-Technik soll so für die historisch gewachsenen Fernwärme-Systeme anwendbar gemacht werden, was gegenüber dem herkömmlichen Austausch der Leitungen immense Vorteile böte. Die Lösung wäre gleichsam schnell und kostengünstig sowie eingriffsarm, platzsparend und umweltfreundlich. Das beantragte Verbundvorhaben deckt den gesamten Zyklus eines Forschungs- und Entwicklungsprojektes ab und geht dabei methodisch vor. Aufbauend auf einer zielgerichteten Potenzialanalyse wird ein lösungsneutraler Anforderungskatalog für die Inliner-Sanierung spezifiziert. Im daraus abgeleiteten Folgeschritt wird das Anwendungsszenario konkretisiert sowie der kontextuelle Stand der Technik aufbereitet. Folgend können schließlich in einem Iterationszyklus die Lösungen konzipiert, evaluiert und in einem realen Testbett validiert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Schmierstoffe aus CO2-Ölen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klüber Lubrication München GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Projekt CO2 Lubricants zielt auf die Umwandlung von CO2 in Schmierstoffe. Am Anfang steht die Bereitstellung von CO2 einerseits als atmosphärisches Konzentrat und andererseits als Gas aus Verbrennungsprozessen. Dieses CO2 wird zur Anzucht optimierter Algenkulturen verwendet, die einen hohen Anteil an Lipiden produzieren. Diese Lipide werden pur oder in weiterverarbeiteter Form für die Herstellung von Hochleistungsschmierstoffen verwendet. Die Öl-freien Reste der Algen können zur Kultivierung von Ölhefen eingesetzt werden. Aus den Ölhefen können dann die gewünschten Schmierstoffe extrahiert werden. Die hergestellten Schmierstoffe sollen zum Schluss auf ihre Leistungsfähigkeit in realen tribologischen Anforderungen hin untersucht werden. Untersuchung der CO2-Öle bzgl. physikalisch-chemischer Eigenschaften (u. a. Untersuchungen zur Temperatur-, Oxidationsstabilität, chem. Verunreinigungen, Tieftemperatur-, Korrosionsverhalten und zu den tribologischen Eigenschaften). Zur Verbesserung von z.B. Temperaturstabilität und Viskosität werden die Öle bei Bedarf weiterverarbeitet (extern durch Unterauftrag). Es folgen Formulierungen von Schmierstoffkonzepten aus CO2-Ölen für ausgewählte Anwendungen inklusive Überprüfung deren Leistungsfähigkeit. Untersucht wird die Verträglichkeit von gängigen Schmierstoffadditiven mit den CO2-Ölen. Fertige Schmierstoffkonzepte werden anhand üblicher Parameter überprüft (Stabilität, Korrosion, tribologische Eigenschaften, Materialverträglichkeit) Als letztes folgt die Überprüfung der Schmierstoffkonzepte mit anwendungsnahen Prüfungen (FE8, FE9, R0F) (teilweise extern). Zu Vergleichszwecken werden Benchmark-Schmierstoffe aus kommerziell erhältlichen nachwachsenden Ölen (HOSO, Estolide,...) für die gleichen Anwendungen wie bei den CO2-Ölen hergestellt und abgeprüft. Bereitstellung von Schmierstoffkonzepten für den Partner AUDI. Unterstützung des Partners AUDI in allen auftretenden schmierungstechnischen und tribologischen Fragestellungen.
Das Projekt "Teilprojekt I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Continental Reifen Deutschland GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Die bio-basierte Synthese Route wird Drop-In Lösungen ermöglichen, zunächst für Polyethylenfuranoat (PEF). PEF kann das am meisten eingesetzte Faserpolymer PET ergänzen, ist 100% biobasiert und rezyklierbar. Es weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Glasübergangstemperatur und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Umsetzung. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Weiterhin werden die textilen Eigenschaften ähnlich sein wie die von PET (und im Unterschied zu PLA). Sein biobasierter Ursprung liegt außerhalb der Lebensmittelproduktion. Für den Austausch von PET ist es erforderlich ökonomische und produktive Produktionsketten für 5-HMF und FDCA zu entwickeln. Diese müssen Monomere in geeigneter Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne Nebenprodukte bereitstellen, da diese zu verfärbten und minderwertigen Polymeren führen würden. Das Projekt beinhaltet die folgenden Arbeitspakete: 1. Produktion von Fructose aus landwirtschaftlichen Abfallströmen 2. Entwicklung eine Prozesskette und eines Umsetzungsverfahrens für Pflanzen mit Inulin-Inhaltsstoffen 3. Produktion von FDCA aus verdünnten HMF Lösungen 4. Direkte Transformation von FDCA und DMFDC durch Fermentation 5. Synthese von PEF über verschiedene Polykondensationsmethoden (FDCA- und DMFDC-Verfahren) 6. Extrusion zu Fasern 7. Verarbeitung der Fasern zu textilen Produkten.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit, Lehrstuhl für Chemie Biogener Rohstoffe durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Die bio-basierte Syntheseroute wird Drop-In Lösungen ermöglichen, zunächst für Polyethylenfuranoat (PEF). PEF kann das am meisten eingesetzte Faserpolymer PET ergänzen, ist 100% biobasiert und rezyklierbar. Es weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Glasübergangstemperatur und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Umsetzung. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Weiterhin werden die textilen Eigenschaften ähnlich sein wie die von PET (und im Unterschied zu PLA). Sein biobasierter Ursprung liegt außerhalb der Lebensmittelproduktion. Für den Austausch von PET ist es erforderlich ökonomische und produktive Produktionsketten für 5-HMF und FDCA zu entwickeln. Diese müssen Monomere in geeigneter Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne Nebenprodukte bereitstellen, da diese zu verfärbten und minderwertigen Polymeren führen würden. Das Projekt beinhaltet die folgenden Arbeitspakete: 1. Produktion von Fructose aus landwirtschaftlichen Abfallströmen 2. Entwicklung eine Prozesskette und eines Umsetzungsverfahrens für Pflanzen mit Inulin-Inhaltsstoffen 3. Produktion von FDCA aus verdünnten HMF Lösungen 4. Direkte Produktion von FDCA und DMFDC durch Fermentation 5. Synthese von PEF über verschiedene Polykondensationsmethoden (FDCA- und DMFDC-Verfahren) 6. Extrusion zu Fasern 7. Verarbeitung der Fasern zu textilen Produkten.
Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik, Institutsteil Straubing, Bio-, Elektro- und Chemokatalyse durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Die bio-basierte Synthese Route wird Drop-In Lösungen ermöglichen, zunächst für Polyethylenfuranoat (PEF). PEF kann das am meisten eingesetzte Faserpolymer PET ergänzen, ist 100% biobasiert und rezyklierbar. Es weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Glasübergangstemperatur und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Umsetzung. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Weiterhin werden die textilen Eigenschaften ähnlich sein wie die von PET (und im Unterschied zu PLA). Sein biobasierter Ursprung liegt außerhalb der Lebensmittelproduktion. Für den Austausch von PET ist es erforderlich ökonomische und produktive Produktionsketten für 5-HMF und FDCA zu entwickeln. Diese müssen Monomere in geeigneter Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne Nebenprodukte bereitstellen, da diese zu verfärbten und minderwertigen Polymeren führen würden. Das Projekt beinhaltet die folgenden Arbeitspakete: 1. Produktion von Fructose aus landwirtschaftlichen Abfallströmen 2. Entwicklung eine Prozesskette und eines Umsetzungsverfahrens für Pflanzen mit Inulin-Inhaltsstoffen 3. Produktion von FDCA aus verdünnten HMF Lösungen 4. Direkte Transformation von FDCA und DMFDC durch Fermentation 5. Synthese von PEF über verschiedene Polykondensationsmethoden (FDCA- und DMFDC-Verfahren) 6. Extrusion zu Fasern 7. Verarbeitung der Fasern zu textilen Produkten.
Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Agrartechnik (440), Fachgebiet Konversionstechnologie und Systembewertung nachwachsender Rohstoffe (440f) durchgeführt. Ziel des Projektes ist es Methoden der synthetischen Biologie und chemisch-enzymatischer Synthesen zur Entwicklung neuer und nachhaltiger Produktionsketten für 2,5-furandicarbonsäure zu verbinden und deren Präkursor 5-HMF aus organischen Abfallprodukten zu nutzen. Diese Moleküle sollen als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von maßgeschneiderten Polymeren verwendet werden. Die bio-basierte Synthese Route wird Drop-In Lösungen ermöglichen, zunächst für Polyethylenfuranoat (PEF). PEF kann das am meisten eingesetzte Faserpolymer PET ergänzen, ist 100% biobasiert und rezyklierbar. Es weist gegenüber PET Vorteile auf hinsichtlich einer höheren Glasübergangstemperatur und geringerem Schmelzbereich. So kann es in bestimmten Anwendungen mit erhöhter Temperaturstabilität eingesetzt werden, erfordert jedoch geringeren Energieeinsatz in der Umsetzung. Seine Eigenschaften lassen erwarten, dass PEF an bestehenden Reaktoren und Spinnanlagen synthetisiert bzw. ausgesponnen werden kann. Weiterhin werden die textilen Eigenschaften ähnlich sein wie die von PET (und im Unterschied zu PLA). Sein biobasierter Ursprung liegt außerhalb der Lebensmittelproduktion. Für den Austausch von PET ist es erforderlich ökonomische und produktive Produktionsketten für 5-HMF und FDCA zu entwickeln. Diese müssen Monomere in geeigneter Reinheit für die Polykondensation von PEF ohne Nebenprodukte bereitstellen, da diese zu verfärbten und minderwertigen Polymeren führen würden. Das Projekt beinhaltet die folgenden Arbeitspakete: 1. Produktion von Fructose aus landwirtschaftlichen Abfallströmen 2. Entwicklung eine Prozesskette und eines Umsetzungsverfahrens für Pflanzen mit Inulin-Inhaltsstoffen 3. Produktion von FDCA aus verdünnten HMF Lösungen 4. Direkte Transformation von FDCA und DMFDC durch Fermentation 5. Synthese von PEF über verschiedene Polykondensationsmethoden (FDCA- und DMFDC-Verfahren) 6. Extrusion zu Fasern 7. Verarbeitung der Fasern zu textilen Produkten.