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Entfernung und Interkonversionen von Oxidantien in der atmosphaerisch-waessrigen Phase

Das Projekt "Entfernung und Interkonversionen von Oxidantien in der atmosphaerisch-waessrigen Phase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 8 Chemie, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. This project is concerned with laboratory studies of the phase transfer and the aqueous phase chemistry of tropospheric oxidants. The accomodation coefficients of important gas phase oxidants like ozone and methylhydroperoxide into water droplets will be determined. The influence of ozone on atmospheric aqueous phase chemistry will be studied with respect to: 1) The oxidation of S (IV) in the presence of transition metal ions (eg Fe, Mn, Cu, V, Co) and 2) its reactions with transition metal ions TMI's and the role of the resulting intermediates. Elementary reactions of the radical anions SO-4 and SO-5 which are key intermediates in the atmospheric aqueous phase oxidation of S (IV) will be studied with respect to potential loss mechanisms in reactions with TMI's like Fe (II), Mn (II), and organic cloudwater constituents like HCHO, CHOOH, etc. Moreover, this project addresses the reactivity of organic peroxy radicals which are either formed by direct uptake from the gas phase or in reactions of radical oxidants with organic compounds within the aqueous phase. It is expected to obtain a number of rate data concerning phase transfer and reactivity, which could improve the understanding of the complex tropospheric chemistry system.

Wertstoffe aus Abfallstoffen

Das Projekt "Wertstoffe aus Abfallstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Verfahrenstechnisches Institut Saalfeld GmbH durchgeführt. In verschiedenen Industriezweigen (z.B. Leder- und Galvanik-Industrie) fallen Schlaemme an, die auf Grund ihrer hohen Schwermetallfracht (insbesondere Cr und Cu) ueberlicherweise teurer als Sonderabfall entsorgt werden muessen. Andererseits sind Chrom und Kupfer als Uebergangsmetalle Bestandteil verschiedener Katalysatoren, die bei der industriellen Abluftreinigung bspw von Blockheizkraftwerken eingesetzt werden. Die im Rahmen des Projekts durchgefuehrten Untersuchungen erbrachten den Nachweis, dass durch geeignete Aufbereitung und thermische Behandlung der Abfallstoffe deren Uebergangsmetalle fuer katalytische Zwecke verfuegbar gemacht werden koennen. Im Labormassstab wurden aus Abfallschlaemmen von Gerberei-, Galvanik- und Textilfaerbeunternehmen hochporoese und mechanisch bestaendige Granulate hergestellt, die in einer ausgewaehlten Modellreaktion fuer Abluftreinigungsprozesse, der Totaloxidation von Propan in Luft, eine zu den kommerziellen Referenzkatalysatoren vergleichbare katalytische Aktivitaet zeigten. Aus Abfallstoffen hergestellte Katalysatormaterialien stellen somit ein neues Wertprodukt dar, das mit Erloes vermarktet werden koennte. Die Preise fuer vergleichbare technische Katalysatoren liegen bei 75 DM/kg. Das Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren aus Abfallschlaemmen wurde zum Patent angemeldet.

Entwicklung eines neuartigen, optisch schaltbaren Fensterelements (sog. photoelektrochromes System)

Das Projekt "Entwicklung eines neuartigen, optisch schaltbaren Fensterelements (sog. photoelektrochromes System)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Freiburger Materialforschungszentrum durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen, optisch schaltbaren Duennschichtsystems, dem sogenannten photoelektrochromen System. In ihm werden das Prinzip von farbstoffsensibilisierter Solarzelle und elektrochromen Systemen verbunden. Es besteht die Aussicht Fenster herzustellen, die in ihrer Farbe reversibel von transparent zu blau geschaltet werden koennen. Durch die photovoltaische Komponente ist keine externe Spannungsversorgung noetig. Hierzu sind Herstellungsverfahren von Uebergangsmetalloxidschichten auf Glassubstraten zu entwickeln. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung eines festen Ionenleiters. Zum Verstaendnis des Gesamtsystems werden die Einzelkomponenten und das System charakterisiert und es wird ein mathematisches Modell fuer die Funktion des Systems aufgestellt. Die Stabilitaet des Systems wird untersucht und die Komponenten werden im Hinblick auf Funktion und Stabilitaet des Systems optimiert. Anwendungen sind optisch schaltbare Fensterelemente zum Ueberhitzungs- oder Blendschutz, wie sie bevorzugt im Bereich der Gebaeudeverglasung und bei Sonnendaechern fuer Kraftfahrzeuge Verwendung finden koennen. Hierzu gibt es bereits Interesse aus der Industrie.

Einsatz temperaturresistenter Komplexbildner in der Peroxidbleiche von Sulfatzellstoffen

Das Projekt "Einsatz temperaturresistenter Komplexbildner in der Peroxidbleiche von Sulfatzellstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Chemische Holztechnologie und Institut für Holzchemie und Chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Die erfolgreiche Bleiche von Zellstoffen mit Wasserstoffperoxid (P-Stufe) setzt eine effiziente Entfernung oder Inaktivierung von am Zellstoff gebundenen Uebergangsmetallionen voraus. Derzeit werden Aminopolycarbonsaeuren wie EDTA oder DTPA in der TCF-Bleiche (TCF = totally chlorine free) eingesetzt. Die Komplexbildungskonstanten dieser Chelatisierungsmittel sind jedoch im neutralen oder alkalischen pH-Wert-Bereich niedrig, so dass der direkte Einsatz in einer unter alkalischen Bedingungen durchzufuehrenden Peroxidbleiche keine zufriedenstellende Peroxidstabilisierung liefert. Es ist daher erforderlich, eine aufwendige Komplexierung in einer separaten Behandlungsstufe unter schwach sauren Bedingungen mit nachfolgender Waschbehandlung durchzufuehren. Der Einsatz eines im Alkalischen sehr effizienten Komplexbildners wuerde die Bleichbehandlung wesentlich vereinfachen. Dabei ist aber zu beruecksichtigen, dass ein starker Trend dahingehend zu beobachten ist, die P-Stufe bei moeglichst hoher Stoffdichte (20-30 Prozent) und hoher Temperatur (bis 120 Grad Celsius) durchzufuehren, so dass zusaetzlich eine hohe Temperaturresistenz fuer ein direkt in der P-Stufe einsetzbaren Komplexbildner gefordert werden muss. Das Stabilisierungsvermoegen von Komplexbildnergemischen auf Basis wasserloeslicher Natriumsalze verschiedener Polyhydroxy- und Phosphonsaeuren wurde am Institut fuer Holzchemie und chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt fuer Forst- und Holzwirtschaft bei der Bleiche von Nadelholzsulfatzellstoff untersucht. Beide Verbindungstypen sind gegenueber hohen Temperaturen bestaendig und weisen hohe Komplexbildungskonstanten im alkalischen Medium auf. Um den hohen Gehalt an Uebergangsmetallionen im ungebleichten bzw. mit Sauerstoff (O) vorgebleichten Zellstoff zu erniedrigen, wurde zunaechst eine saure Waschstufe (A) bei pH 2-2,5 durchgefuehrt, anschliessend erfolgte eine Sauerstoffbleiche mit Wasserstoffperoxidzusatz (OP) unter Einsatz des Komplexbildnergemisches.

Teilvorhaben: Einfluss inhomogener Defektverteilungen auf die Solarzellenparameter

Das Projekt "Teilvorhaben: Einfluss inhomogener Defektverteilungen auf die Solarzellenparameter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Experimentelle Physik durchgeführt. Im Rahmen des Gemeinschaftsvorhabens 'Defekte in Multkristallinem Silizium' soll der Einfluss von Defekten in Silizium mehrerer Hersteller und verschiedener Solarzellen-Technologien auf die elektrischen Eigenschaften der Solarzellen untersucht werden. An diesem Vorhaben sind weitere 7 Forschungseinrichtungen beteiligt. Mehrere Industriepartner sind assoziiert. Das Institut fuer experimentelle Physik uebernimmt in diesem Vorhaben folgende Aufgaben: Experimentelle Untersuchungen der Versetzungsentstehung in multikristallinem Silizium und Vergleich mit numerischer Simulation der Spannungsverteilung, - Untersuchung des Verhaltens von Kohlenstoff- und Sauerstoffausscheidungen nach Temperung durch Tem, Widerstandsmessungen und DLTS, - Untersuchung der Wechselwirkung von 3d-Metallen mit Korngrenzen durch Tem sowie - Kennlinienmessungen an Solarzellen und numerische Simulation des Einflusses inhomogener Defektverteilung auf Solarzellenparameter.

Waermespeicherung in Metallhydriden

Das Projekt "Waermespeicherung in Metallhydriden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Forschungsschwerpunkt Verfahrenstechnik und Energieanlagen, Arbeitsbereich Apparatebau durchgeführt. Die Eigenschaft bestimmter Metalle, Wasserstoff chemisch als Hydrid zu binden stellt eine Alternative zu der Gas- und Fluessigspeicherung dar. Bei der Bildung des Metallhydrides werden Wasserstoffmolekuele gespalten und Wasserstoffatome an Zwischengitterplaetzen geeigneter Metalllegierungen eingebaut. Die Wasserstoff-Metall-Reaktion setzt in Abhaengigkeit des eingesetzten Metalls Bildungswaerme bis zu 30 Prozent des unteren Heizwertes von Wasserstoff frei. Im Verlauf der Rueckreaktion kann aufgrund der Hydridzersetzung Wasserstoff abgegeben und Waerme verlustlos gespeichert werden. Die Bildung von Hydriden als Funktion von Druck, Temperatur und Wasserstoffkonzentration im Metall wird in Konzentrations-Druck-Isothermen erfasst. Die Umwandlung von Metall in Metallhydrid findet unter konstantem Wasserstoffdruck bei gleichbleibender Temperatur statt. Schwerpunktmaessig werden Magnesiumhydride, Hydride der 3 d-Uebergangsmetallreihe und Hydride auf Basis der seltenen Erden im Hinblick auf ihr thermodynamisches Verhalten, ihre Reaktionskinetik, ihre Waermeleitfaehigkeit, ihrer Speicher- und Zyklisierungsstabilitaet untersucht. Hierbei hat sich herausgestellt, dass Metallhydride technisch sinnvoll und wirtschaftlich einsetzbar sind, wenn die Reaktion der Metalle mit Wasserstoff nicht allein zur Wasserstoffspeicherung dient, sondern zusaetzliche Funktionen mit den Systemen erfuellt werden koennen. Die Waermetoenung empfiehlt Hydride nicht nur als Wasserstoff-, sondern auch als Waermespeicher. Die Kombination zweier Hydridspeicher auf unterschiedlichem Temperaturniveau kann als Waermepumpsystem funktionieren. Zur Zeit steht die Entwicklung verfahrenstechnischer Simulationsprogramme im Vordergrund, die es erlauben, die gemessenen thermodynamischen Daten als Basis fuer die Voraussagen des Betriebsverhaltens grosstechnischer Energiespeicher zu treffen.

Entwicklung von Peptidmimetika

Das Projekt "Entwicklung von Peptidmimetika" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Organische Chemie durchgeführt. Die Identifikation und Synthese Rezeptor-relevanter Peptidschleifen, insbesondere von Beta- und Gamma-Turns sowie Stabilisation dieser Peptidkonformationen durch Komplexierung mit Uebergangsmetallen (Rhenium, Molybdaen) oder nicht-natuerlichen Aminosaeuren. Die Selbstorganisation chiraler, metall-organischer Bipyridylkomplexen zu di- und polynuklearen Helices und molekularen Draehten, sowie die Untersuchung ihrer Elektro- und Photochemie. Entwicklung synthetischer Haloperoxidasen.

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