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Feste Brennstoffe

Brennstoffe werden zur Wärmegewinnung eingesetzt und dienen der Erzeugung von elektrischem Strom im Dampfkraftwerk. Die Landwirtschaft verfügt über ein großes Potenzial an energetisch nutzbarer fester Biomasse. Das sind zum einen Getreidestroh, Grünland- und Landschaftspflegeaufwüchse zum anderen Energiepflanzen (Getreidekorn, Miscanthus, Schnellwachsende Baumarten), die gezielt angebaut werden. Im Zuge des weiteren Preisanstieges für fossile Energieträger und im Interesse der Umweltschonung (Klimawandel) gewinnen diese nachhaltigen Ressourcen zunehmend an Bedeutung.

Entwicklung verschleißfester keramischer Elektroden für Elektrolyseure, Teilvorhaben: Elektrochemische Charakterisierung von keramischen Komponenten und Zellen für die alkalische Elektrolyse

Das Ziel des Projektes ist es, die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nennleistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Die Nutzung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden soll spezifische Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken nutzen und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduzieren. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase (TRL 3) in ein Bauteilmuster (TRL 5) überführt werden.

Entwicklung verschleißfester keramischer Elektroden für Elektrolyseure, Teilvorhaben: Entwicklung eines Test- und Prüfstandes für keramische Elektrolysestacks

Das Ziel des Projektes ist die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nennleistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Durch Verwendung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden sollen die spezifischen Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken genutzt und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduziert werden. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase (TRL 3) in ein Bauteilmuster (TRL 5) überführt werden.

Entwicklung verschleißfester keramischer Elektroden für Elektrolyseure, Teilvorhaben: Nachweis der Stackfunktion

Das Ziel des Projektes ist die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nenn-leistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Durch Verwendung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden sollen die spezifischen Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken genutzt und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduziert werden. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase (TRL 3) in ein Bauteilmuster (TRL 5) überführt werden.

Entwicklung verschleißfester keramischer Elektroden für Elektrolyseure

Das Ziel des Projektes ist die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nenn-leistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Durch Verwendung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden sollen die spezifischen Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken genutzt und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduziert werden. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase (TRL 3) in ein Bauteilmuster (TRL 5) überführt werden.

Entwicklung verschleißfester keramischer Elektroden für Elektrolyseure, Teilvorhaben: Entwicklung faserkeramischer Werkstoffe für Elektroden/Diaphragmen

Das Ziel des Projektes ist die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nenn-leistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Durch Verwendung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden sollen die spezifischen Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken genutzt und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduziert werden. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase (TRL 3) in ein Bauteilmuster (TRL 5) überführt werden.

Entwicklung verschleißfester keramischer Elektroden für Elektrolyseure, Teilvorhaben: Entwicklung keramischer Elektroden für Elektrolyseure aus elektrisch leitfähigem Siliziumnitrid und Siliziumcarbid

Das Ziel des Projektes ist es, die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nennleistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Die Nutzung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden soll spezifische Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken nutzen und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduzieren. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase in ein Bauteilmuster überführt werden.

Neue Konzepte für Solarspiegel

Ziel des Nemitec Projekts ist es, neue Beschichtungen für die Schlüsselkomponente eines jeden solarthermischen Kraftwerks, dem Spiegel, zu entwickeln und zu untersuchen. Der Stand der Technik derzeitiger Solarspiegel soll hinsichtlich Kosten, Reflexion, Lebensdauer und Umweltfreundlichkeit verbessert werden. Das Projekt beinhaltet sowohl marktnahe Entwicklungen, die in bestehende Fertigungsstraßen kurzfristig eingebracht werden können. Andererseits werden auch komplett neue und innovative Ansätze verfolgt, die mit höherem Erfolgsrisiko verbunden sind. Die entwickelten Spiegelbeschichtungen werden qualifiziert, die zu erwartenden großtechnischen Produktionskosten abgeschätzt, und ein Verwertungsplan erstellt. Das neue Spiegelmaterial wird durch Ausstattung eines Heliostaten auf der Plataforma Solar de Almería demonstriert. Das Projektkonsortium besteht aus der Firma Solchem, den DLR Instituten für Solarforschung und Vernetzte Energiesysteme und dem spanischen Forschungsinstitut CIEMAT. Die Firma Solchem ist ein 2016 gegründetes Start-up Unternehmen im Privatbesitz, ansässig in Wallenfels. Solchem ist auf Beschichtungen reflektiver oder dekorativer Art spezialisiert, sowohl als auf funktionale Oberflächen und umweltfreundliche Recyclinglösungen. CIEMAT fungiert als assoziierter Partner ohne Förderung und unterstützt das DLR beim Testen der neuen Spiegeltypen im Alterungslabor auf der Plataforma Solar in Almería.

Neue Konzepte für Solarspiegel, Teilvorhaben: Entwicklung und Qualifizierung neuer Solarspiegelschichten

Ziel des Nemitec Projekts ist es, neue Beschichtungen für die Schlüsselkomponente eines jeden solarthermischen Kraftwerks, dem Spiegel, zu entwickeln und zu untersuchen. Der Stand der Technik derzeitiger Solarspiegel soll hinsichtlich Kosten, Reflexion, Lebensdauer und Umweltfreundlichkeit verbessert werden. Das Projekt beinhaltet sowohl marktnahe Entwicklungen, die in bestehende Fertigungsstraßen kurzfristig eingebracht werden können. Andererseits werden auch komplett neue und innovative Ansätze verfolgt, die mit höherem Erfolgsrisiko verbunden sind. Die entwickelten Spiegelbeschichtungen werden qualifiziert, die zu erwartenden großtechnischen Produktionskosten abgeschätzt, und ein Verwertungsplan erstellt. Das neue Spiegelmaterial wird durch Ausstattung eines Heliostaten auf der Plataforma Solar de Almería demonstriert. Das Projektkonsortium besteht aus der Firma Solchem, den DLR Instituten für Solarforschung und Vernetzte Energiesysteme und dem spanischen Forschungsinstitut CIEMAT. Die Firma Solchem ist ein 2016 gegründetes Start-up Unternehmen im Privatbesitz, ansässig in Wallenfels. Solchem ist auf Beschichtungen reflektiver oder dekorativer Art spezialisiert, sowohl als auf funktionale Oberflächen und umweltfreundliche Recyclinglösungen. CIEMAT fungiert als assoziierter Partner ohne Förderung und unterstützt das DLR beim Testen der neuen Spiegeltypen im Alterungslabor auf der Plataforma Solar in Almería.

Recyclingfähige Lehm-Naturfaserkomposite für die industrietaugliche Herstellung von gegossenen Fertiglehmteilen

Zielsetzung: Lehm gehört zu den ältesten Baustoffen und erfährt im Kontext nachhaltiger Bauweisen eine zunehmende Relevanz. Seine lokale Verfügbarkeit, vollständige Recyclingfähigkeit und die damit verbundene Reduktion von Transportemissionen verbessern die ökologische Bilanz signifikant. Neben seiner Umweltverträglichkeit bietet Lehm bauphysikalische Vorteile wie Feuchtigkeitsregulierung, gesundes Raumklima und hohe Wärmespeicherkapazität. Die traditionelle, arbeitsintensive Verarbeitung begrenzt jedoch die Wirtschaftlichkeit. Das Hauptziel des Projekts besteht darin, Lehm für das Gießverfahren im industriellen Maßstab nutzbar zu machen. Es wird ein gießfähiger Lehm entwickelt, der in bestehenden Betonfertigteilwerken verarbeitet werden kann, ohne dass neue Maschinen oder Anlagen benötigt werden. Auf diese Weise können ausgewählte Betonfertigteile, deren Herstellung mit hohen CO2-Emissionen verbunden ist, durch Lehm substituiert werden. Eine Übertragbarkeit der Technologie auf Fertigteilwerke ist somit gewährleistet. Ein wichtiges Ziel ist es, die natürliche Recyclingfähigkeit des Lehms zu bewahren. Gleichzeitig wird angestrebt, die Lehmrezeptur so zu entwickeln, dass die produzierten Lehmbauteile Dauerhaftigkeitskriterien erfüllen, die eine langfristigen Einsatz im Außenbaubereich ermöglichen. Damit wird die Substituierbarkeit von heute gängigen Betonbauteilen im Außenbereich maßgeblich gesteigert. Neben diesem Effekt, trägt das Projekt zur Entlastung der Umwelt bei, indem es auf natürliche und regionale Rohstoffe setzt. Die Produktions- und Ausschalzeiten im Fertigteilwerk werden auf maximal zwei Tage begrenzt, um wirtschaftlich produzieren zu können. Die Trocknung wird energieeffizient erfolgen, um die Notwendigkeit von weiteren Maschinen/Anlagen zu umgehen. Die Innovationshöhe liegt im Zusammenspiel aus der Gießfähigkeit des Lehms, ohne zu viel Wasser einzusetzen, gleichzeitig die Trocknungszeiten kurz zu halten, und die Dauerhaftigkeit im Außenbereich zu gewährleisten. Die Kombination dieser Eigenschaften bei Lehmbauteilen ist bislang einzigartig. Als Lösungsansatz wird die Verwendung natürlicher und regional verfügbarer Zuschlagstoffe sowie von Naturfasern mit Oberflächenbeschichtungen verfolgt. Diese Materialien sollen die Dauerhaftigkeit des Lehms verbessern, das Gießverhalten während der Herstellung optimieren und gleichzeitig eine gezielte Regulierung der Feuchtigkeit im Werkstoff ermöglichen.

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