Das Projekt "Zentrales Thema des Vorhabens ist die Entwicklung eines Thermal Management Systems für Onboard Brennstoffzellen als Teilsystem für die Stromerzeugung einer (hybrid)-elektrischen Antriebsstruktur. Im Fokus stehen die Erhöhung des Reifegrades und die Skalierung des Systems." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Diehl Aviation Gilching GmbH durchgeführt. Das Vorhaben SKAiB hat die Entwicklung eines Brennstoffzellensystems für den emissionsfreien Antrieb von Luftfahrzeugen, in einer relevanten Leistungsklasse unter gleichzeitiger Erhöhung des Reifegrades bis zur Flugtauglichkeit zum Ziel. Die Diehl Aviation Gilching (DAG) fokussiert sich dabei unter Berücksichtigung der Ergebnisse vorangegangener Vorhaben auf das Thermal Management System. Das System ist ein elementares Teilsystem der Stromerzeugung für die (hybrid)-elektrische Antriebsstruktur und bildet damit die Basis für zukünftige emissionsarme Flugzeuge mit Wasserstoff. Damit unterstützt das Vorhaben maßgeblich das förderpolitische Ziel einer umweltfreundlichen Luftfahrt, indem die Gestaltung und Entwicklung zukünftiger emissionsarmer Flugzeuge ermöglicht wird. Durch die Zusammenarbeit der Firma Diehl mit dem OEM Airbus sowie einem starken Netzwerk aus industriellen und universitären Partnern wird außerdem die Systemkompetenz und Wettbewerbsfähigkeit der deutschen und europäischen Luftfahrtindustrie gestärkt. Im Fokus der Arbeiten stehen zunächst die Definition von Anforderungen an die Flugtauglichkeit des Systems und die Festlegung der erforderlichen Nachweise. Die Schnittstellen zwischen den einzelnen Geräten des Kühlsystems und Verbrauchern werden festgelegt. Die funktionale Leistungsfähigkeit des Systems wird in verschiedenen Testumgebungen nachgewiesen und sicherheitsrelevante Tests werden gemäß den definierten Anforderungen durchgeführt. Sofern notwendig, erfolgen in einem iterativen Vorgehen Designmodifikationen an den verschiedenen Komponenten des Kühlsystems, auf welche eine erneute Testphase folgt. Unterstützend begleitet werden die Arbeiten durch den Aufbau von Simulationsumgebungen, die zudem eine nachhaltige Nachweisführung und Optimierung der Systemlösungen sowie eine flexible Skalierung bzw. Anpassung der Systemarchitektur ermöglichen.
Das Projekt "Fachliche Beratung und Mitarbeit bei der Weiterführung des Umweltmanagementsystems an der TU Dresden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Professur für Betriebswirtschaftslehre, insbesondere Betriebliche Umweltökonomie durchgeführt. Seit dem 8. Januar 2003 ist die TU Dresden in das EMAS-Verzeichnis bei der IHK Dresden eingetragen und somit die erste technische Universität mit einem validierten Umweltmanagementsystem nach EMAS (Registrierungsurkunde). Die Validierung ist insbesondere auf den erfolgreichen Abschluss des Projektes 'Multiplikatorwirkung und Implementierung des Öko-Audits nach EMAS II in Hochschuleinrichtungen am Beispiel der TU Dresden' zurückzuführen. Mit der Implementierung eines Umweltmanagementsystems ist zwar ein erster Schritt getan, jedoch besteht die Hauptarbeit für die TU Dresden nun, das geschaffene System zu erhalten und weiterzuentwickeln. Für diese Aufgabe wurde ein Umweltmanagementbeauftragter von der Universitätsleitung bestimmt. Dieser ist in der Gruppe Umweltschutz des Dezernates Technik angesiedelt und wird durch eine Umweltkoordinatorin, den Arbeitskreis Öko-Audit, die Arbeitsgruppe Öko-Audit und die Kommission Umwelt, deren Vorsitzende Frau Prof.Dr. Edeltraud Günther ist, tatkräftig unterstützt. Die Professur Betriebliche Umweltökonomie arbeitet in dem Arbeitskreis und der Arbeitsgruppe Öko-Audit mit und steht dem Umweltmanagementbeauftragten jederzeit für fachliche Beratung zum Umweltmanagement zur Verfügung. Ein wesentlicher Erfolg der TU Dresden auf dem Weg zu einer umweltbewussten Universität ist die Aufnahme in die Umweltallianz Sachsen, die am 08. Juli 2003 stattgefunden hat. Informationen zum Umweltmanagementsystem der TU Dresden sind unter 'http://www.tu-dresden.de/emas' zu finden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Projektleitung und -kommunikation, FriendlyDrone, Systementwicklung und -test" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Fakultät Design, Medien und Information durchgeführt. Der Ausbau von Windenergieanlagen (WEA) ist ein wichtiger Baustein der Energiewende, jedoch sank die Ausbaurate in den letzten Jahren. Da streng geschützte Fledermäuse durch WEA zu Tode kommen und Artenschutzbelange eine der wenigen Klagemöglichkeiten gegen den Bau von WEA darstellen, werden diese in Klagen häufig angeführt. Um einen fledermausfreundlicheren Betrieb zu gewährleisten, werden bei der Planung von WEA Minimierungsmaßnahmen, wie Abschaltzeiten, angewendet. Das Fledermausaktivitätsniveau wird vor dem Bau der WEA von Gutachtern vom Boden aus, sowie durch stationäre Messmasten erfasst. Durch die geringe Reichweite der Mikrofone für Aufnahmen von Ultraschall kann jedoch ein großer Bereich rund um eine WEA derzeit nicht erfasst werden, was mit ein Grund für Rechtsunsicherheiten ist. Das Projekt Drones4Bats entwickelt und testet Drohnen, welche autonom Messungen vornehmen. Messdrohnen können vor dem Bau einer WEA ergänzend zur Standortbestimmung genutzt werden, sowie nach dem Bau WEA-Betreibern weitere Evidenzen zu Fledermausvorkommen und -arten liefern. Um eine geeignete Drohne für den Einsatz zu finden, werden drei verschiedene flugfähige Systeme eingesetzt und systematische Tests zur Messmethode vorgenommen, sowie erforscht, ob sich die Drohnen auf das Verhalten der Fledermäuse auswirken. Bei geringem Ladestand zur Bodenladestation zurück navigieren und selbstständig aufladen. Die erfassten Daten werden in einer Cloud für eine schnelle Veranschaulichung der Fledermausarten und Aktivitätsniveaus zusammengeführt. Ziel dieses ergänzenden Messverfahrens ist mit geringem Mehraufwand die Aussagekraft der erhobenen Daten signifikant zu verbessern, so dass die Rechtssicherheit der Gutachten gesteigert wird. Außerdem wird erforscht, ob durch die ergänzenden Messungen die vorgegebenen Abschaltzeiten der WEA im Betrieb sowie gleichzeitig die Schlagopferzahlen der Fledermäuse reduziert werden können.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer Landeplattform und Bodenstationseinheit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NXP Semiconductors Germany GmbH durchgeführt. Der Ausbau von Windenergieanlagen (WEA) ist ein wichtiger Baustein der Energiewende, jedoch sank die Ausbaurate zuletzt aufgrund von Artenschutzbelangen, da streng geschützte Fledermäuse durch WEA zu Tode kommen. Dem wird aktuell mit Minimierungsmaßnahmen begegnet (z.B. Abschaltzeiten, Messungen vom Boden),welche allerdings erheblich beschränkt sind und damit zu Einbußen und Rechtsunsicherheit führen. Das Projekt Drones4Bats entwickelt und testet Drohnen, welche autonom Messungen vornehmen, um eben diese Lücke bisheriger Messungen zu schließen. Messdrohnen können vor dem Bau einer WEA ergänzend zur Standortbestimmung genutzt werden, sowie nach dem Bau WEA-Betreibern weitere Evidenzen zu Fledermausvorkommen und -arten liefern. Um eine geeignete Drohne für den Einsatz zu finden, werden drei verschiedene flugfähige Systeme eingesetzt und systematische Tests zur Messmethode vorgenommen, sowie erforscht, ob sich die Drohnen auf das Verhalten der Fledermäuse auswirken. Bei geringem Ladestand zur Bodenladestation zurück navigieren und selbstständig aufladen. Der Beitrag von NXP liegt dabei primär auf der Boden- und Kommunikationsinfrastruktur. Durch die Beiträge von NXP sollen automatische (Präzisions-) Landungen auf einem wetterfesten Lande-Pad inkl. automatischer Ladung der Drohne unter Nutzung und Weiterentwicklung von NXP Hardware, wie z.B. UWB, ermöglicht werden. Des Weiteren baut NXP eine Multirotor Drohne und stattet dieses mit allen nötigen Komponenten aus um die im Projekt definierten Anforderungen, insb. hinsichtlich autonomen Fliegen im Einsatzgebiet bei Nacht auch außerhalb der Sichtweite des Steuerers, zu erfüllen. Ferner wird ein Bodenstationsrechner implementiert der für das automatische Weiterleiten der aufgezeichneten Daten in ein Cloud System verantwortlich ist. Ebenso wird eine live Übertragung der Flugtelemetriedaten sowie Videodaten einer Drohnen Bordkamera sowie einer Kamera am Lande-Pad an eine entfernte Bodenkontrollstation realisiert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Validierung und Charakterisierung der UV-LED-Systeme für den Einsatz im Feld" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Das Projekt 'Innovative UV-LED applications to drinking water and wastewater treatment systems for sustainable water management in future communities (InLEDapp)' zielt darauf ab, die Anwendbarkeit der hochinnovativen und nachhaltigen UV-LED Technologie zur chemikalienfreien und effizienten Wasseraufbereitung (Trinkwasser/Abwasser) nachzuweisen und mit konventionellen Aufbereitungsverfahren zu vergleichen. Die von den Stakeholdern zur Verfügung gestellten UV-LED-Systeme werden vom DVGW validiert (mikrobiologische Wirksamkeitsprüfung) und charakterisiert (elektro-optische Überprüfung). Anschließend werden die UV-LED-Systeme entsprechend den ermittelten Betriebsbereichen in zuvor ausgewählten Anwendungsfeldern in Japan in den laufenden Betrieb eingebunden. Dort werden die Systeme von der Universität Tokyo über einen längeren Zeitraum kontinuierlich betrieben und in regelmäßigen Intervallen auf Funktionstüchtigkeit und Desinfektionswirksamkeit überprüft. Zusätzlich werden Proben im Zu- und Ablauf des UV-System entnommen mit den Bioassay-Tests durchgeführt werden. Dabei wird untersucht ob es bei einer Bestrahlung des Wassers mit UV zu einer Bildung von bio-toxischen Nebenprodukten kommen kann. Diese Untersuchungen werden von den Experten der Universität Masaryk durchgeführt. Innerhalb des Vorhabens übernimmt der DVGW die Rolle des Prüfinstituts, dabei wird der Eignungs- und Betriebsbereich der UV-Systeme klar definiert. Während der Feldversuche soll es damit möglich sein, eine entsprechende Desinfektionsleistung kontinuierlich einzuhalten. Zusätzlich werden an einem UV-System Langzeitversuche unter Laborbedingungen durchgeführt um entsprechend Alterungs- und/oder Foulingeffekte sowie z.B. Temperatureinflüsse im laufenden Betrieb simulieren zu können. Dabei sollen Schwachstellen für bestimmte Anwendungsbereiche aufgedeckt und Lösungen in Zusammenarbeit mit den Herstellern entwickelt werden um die Technologien bestmöglich anzupassen.
Das Projekt "Teilvorhaben: MCU-System" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmut-Schmidt-Universität, Universität der Bundeswehr Hamburg, Fachgebiet Elektrische Energiesysteme durchgeführt. Das beantragte Projekt Brennstoffzellensystem-Entwicklung für die technische Aviatik (BETA) untersucht eine direkte Form der Verschaltung von Brennstoffzellen mit Antriebswellen (H2-to-Torque-Konzept). Durch diesen Aufbau lässt sich die Topografie des elektrischen Netzes vereinfachen und damit Material und Gewicht einsparen. Der Wegfall der Wandler, welche in klassischen Brennstoffzellensystemen für eine konstante Spannungsversorgung der Verbraucher sorgen, muss dabei durch andere Methoden kompensiert werden, um die Spannungshaltung zu gewährleisten. Die HSU wird im Projekt ein MCU-System entwickeln, welches genau auf die spezifischen Bedingungen bei der Anwendung der H2-to-Torque Architektur abgestimmt ist. Das beinhaltet u.a. die leistungsabhängige Spannungsregelung, die Redundanz, die Zuverlässigkeit und die Sicherheitsmechanismen zum sicheren Betrieb eines solchen Systems. Die HSU wird dementsprechend Entwicklungsaktivitäten durchführen, Prototypen bauen, diese testen und für den Systemverbund bereitstellen. Parallel soll das Verhalten simuliert werden, um virtuell unterschiedliche MCU- und MCU-System-Architekturen zu testen und ein geeignetes Layout zu ermitteln. Mit der folgenden Definition des MCU-Systems wird im weiteren Verlauf gearbeitet: Das MCU-System dient der elektrischen Anbindung systemintegrierter Brennstoffzellen an einen elektrischen Antrieb. Es umfasst die Steueralgorithmen, elektrischen Komponenten und die Kommunikationsschnittstellen zur elektrischen Energieversorgung der einzelnen induktiven Stränge des Antriebes unter besonderer Berücksichtigung des transienten elektrischen Klemmverhaltens einer PEM-Brennstoffzelle.
Das Projekt "Teilprojekt: Modellierung, Test, Prototypenbau und Optimierung eines Gasturbinenbrenners zur Verwendung von Biogasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BIT GmbH Berliner Institut für Technologietransfer durchgeführt. Ziel des Gesamtvorhabens ist es, den weltweit ersten Prototypen des Phoenix Advanced Combustion Systems (PACS) mit extrem niedrigen Emissionen und extrem hoher Kraftstoffflexibilität zu entwickeln und zu testen. Das PACS muss zuerst bei atmosphärischem Druck und dann bei künstlich erhöhtem Druck für die Verwendung mit klimaneutralen Brennstoffen, wie vergaster Biomasse oder Erdgas- und Wasserstoffgemische, validiert werden. Im Teilprojekt der BIT GmbH wird das erworbene Wissen aus vorangegangenen Untersuchungen zur nassen Verbrennung von Brenngasmischungen von BIT genutzt, um einen geeigneten Gasturbinenbrenner zur Schwachgasverbrennung zu modellieren und prototypisch zu definieren. Dieser Brenner wird unter atmosphärischem sowie erhöhtem Druck experimentell getestet. Die entsprechenden Testlabore an der TUB werden auf die speziellen Bedürfnisse der Schwachgasverbrennung erweitert. Der Verbrennungsvorgang wird mit besonderem Fokus auf Flammenstabilität und Abgasemissionen untersucht, wobei die experimentellen Befunde in eine stetige Optimierung des Brennermodells und die Fertigung des Prototypen einfließen. Die angesetzte Vermessung des Brenners generiert die Daten, die zur anschließenden Fertigung eines ersten kommerziell einsetzbaren Produktes genutzt werden können.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Charité - Universitätsmedizin Berlin, Berlin-Brandenburg Center für Regenerative Therapien (BCRT) durchgeführt. Die autosomal rezessive Osteopetrose (ARO) entsteht durch einen Defekt der Knochen-abbauenden Osteoklasten und verläuft meist tödlich, wenn sie nicht rechtzeitig durch hämatopoetische Stammzelltransplantation (HSCT) behandelt wird. Diese Behandlung birgt jedoch hohe Risiken, da sie auf Allotransplantaten basiert. Eine Lösung wäre der Einsatz von autologen HSCs, bei denen der Gendefekt durch somatische Gentherapie kompensiert oder korrigiert wurde. Um diesen Ansatz zu testen, haben wir eine induzierte pluripotente Stammzelllinie (iPSC) von einem ARO-Patienten etabliert und ein System entwickelt, um iPSCs effizient in mononukleäre Zellen und Osteoklasten zu differenzieren. Zwei Gentherapieansätze sollen hier evaluiert werden: 1. CRISPR/Cas9-vermittelte Integration eines therapeutischen Konstrukts in einen Safe Harbor Locus, 2. zufällige Integration eines Transposon-basierten therapeutischen Konstrukts. Beide Strategien werden in iPSC-basierten Osteoklasten in kurzfristigen 2DKulturen und langfristigen 3D-Kulturen (Bone-on-a-Chip-System) getestet. Zunächst werden iPSC-basierte Monozyten allein im 3D-Gerüst in Osteoklasten differenziert. Im Folgenden werden diese Monozyten schrittweise mit mesenchymalen Stromazellen (MSCs) und Osteoblasten kombiniert. In einem letzten Schritt werden gentechnisch veränderte, iPSC-abgeleitete HSCs und Vorläuferzellen in das System aufgenommen und in Langzeitkulturen untersucht. Unser schrittweiser Ansatz ermöglicht eine umfassende präklinische Prüfung der neuartigen Gentherapie-Strategien für ARO und ersetzt damit den Einsatz von Mausmodellen, die zudem nur bedingt mit der humanen Situation vergleichbar sind.
Das Projekt "Teilvorhaben: Analyse und Weiterentwicklung bestehender Prüfprozeduren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TesTneT Engineering GmbH durchgeführt. Im vorliegenden gemeinsamen Projekt der BMW AG, der Robert Bosch GmbH, der Hexagon Purus GmbH und der TesTneT Engineering GmbH werden im Rahmen der Entwicklung eines innovativen H2-Flachspeichersystems folgende förderpolitischen Ziele der Richtlinie 'Angewandte nichtnukleare Forschungsförderung im 7. Energieforschungsprogramm', im Rahmen des Förderaufrufs 'Technologieoffensive Wasserstoff' adressiert: - die CO2-Reduktion in der Mobilität, durch Umstellung auf neue Antriebe und CO2-freie, alternative Kraftstoffe - klimapolitisch positive Bilanzen durch die Transformation von Verbrennung fossiler Energieträger in Richtung E-Mobilität und Wasserstoff - das Schaffen von neuem Knowhow und die Stärkung der Innovationskraft in Hochtechnologiefeldern im Bereich Wasserstofftechnologie, Brennstoffzellen, H2-Tanksysteme - die Höherqualifikation der Mitarbeiter und Sicherung von Hightech-Arbeitsplätzen und damit des Industriestandortes Deutschland für die nahe Zukunft Das Teilprojekt der TesTneT Engineering GmbH befasst sich mit dem Abgleich der Funktionalitäten des neuartigen Speichersystems und seiner Komponenten mit den Anforderungen der einschlägigen Normen und Vorschriften. Es sollen insbesondere Bedarfe zur Weiterentwicklung der Prüfprozeduren identifiziert werden. Auf Basis dieser Bewertung sollen detaillierte Step-by-Step-Prozeduren entwickelt und mit den Projektpartnern abgestimmt werden. Im Anschluss werden drei dieser neuartigen oder modifizierten Tests an den im Projekt entwickelten Komponenten und Systemen erprobt.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Universitätsmedizin, Institut für Humangenetik durchgeführt. Die autosomal rezessive Osteopetrose (ARO) entsteht durch einen Defekt der Knochen-abbauenden Osteoklasten und verläuft meist tödlich, wenn sie nicht rechtzeitig durch hämatopoetische Stammzelltransplantation (HSCT) behandelt wird. Diese Behandlung birgt jedoch hohe Risiken, da sie auf Allotransplantaten basiert. Eine Lösung wäre der Einsatz von autologen HSCs, bei denen der Gendefekt durch somatische Gentherapie kompensiert oder korrigiert wurde. Um diesen Ansatz zu testen, hat die AG Kornak (UMG) eine induzierte pluripotente Stammzelllinie (iPSC) von einem ARO-Patienten etabliert und ein System entwickelt, um iPSCs effizient in mononukleäre Zellen und Osteoklasten zu differenzieren. Zwei Gentherapieansätze sollen hier evaluiert werden: 1. CRISPR/Cas9-vermittelte Integration eines therapeutischen Konstrukts in einen Safe Harbor Locus, 2. zufällige Integration eines Transposon-basierten therapeutischen Konstrukts. Beide Strategien werden in iPSC-basierten Osteoklasten in kurzfristigen 2D-Kulturen und langfristigen 3D-Kulturen (Bone-on-a-Chip-System) getestet, welches von der AG Geißler (Charité) etabliert werden konnte. Zunächst werden iPSC-basierte Monozyten allein im 3D-Gerüst in Osteoklasten differenziert. Im Folgenden werden diese Monozyten schrittweise mit mesenchymalen Stromazellen (MSCs) und Osteoblasten kombiniert. In einem letzten Schritt werden gentechnisch veränderte, iPSC-abgeleitete HSCs und Vorläuferzellen in das System aufgenommen und in Langzeitkulturen untersucht. Unser schrittweiser Ansatz ermöglicht eine umfassende präklinische Prüfung der neuartigen Gentherapie-Strategien für ARO und ersetzt damit den Einsatz von Mausmodellen, die zudem nur bedingt mit der humanen Situation vergleichbar sind.
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