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Teilvorhaben: 1.1, 1.4b und 3.2b

Das Projekt "Teilvorhaben: 1.1, 1.4b und 3.2b" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Strömungsmechanik, Professur für Turbomaschinen und Flugantriebe durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes AG Turbo OptiSysKom und zielt auf Verbesserungen des Sekundärluftsystems von Gasturbinen (AP1, AP2) bzw. des thermomechanischen Verhaltens von Dampfturbinen (AP3) und damit auf eine signifikante Steigerung der Lastwechselflexibilität unter Beibehaltung hoher Effizienz. Insgesamt wird eine maßgebliche Reduzierung des CO2-Ausstoßes bewirkt. Die Entwicklung derartig verbesserter Komponenten erfordert genaue Kenntnis von Strömung, Wärmeübergang (WÜ) und sekundärer Effekte in kühlluftführenden Strukturen von Gasturbinen (GT) bzw. in Toträumen von Dampfturbinen (DT). Auf Basis dieser Ergebnisse können Entwickler Modifikationen vornehmen, die zielsicher den Kühlluftverbrauch mindern (GT) bzw. schnelle Lastwechsel ermöglichen (DT & GT) ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit. Diese Auslegungssicherheitssteigerung ist nur durch experimentelle Untersuchungen bestenfalls gestützt von probabilistischer Modellierung zu erlangen. Diese Ergebnisse fließen in konjugierte CFD-WÜ Modellierungen ein, die Industriepartner zur wärmetechnischen Auslegung nutzen. Ein erstes Teilvorhaben (AP1, TFA) hat zum Ziel Verfahren aus der Probabilistik bzw. Stochastik zur Beschreibung von Unsicherheit des Kühlluftsystems von GT zu quantifizieren und diese Verfahren industrietauglich zu machen. Die resultierenden zeitabhängigen Erkenntnisse werden maßgeblich zum besseren Verständnis und zur Robustheitseinschätzung der Maschine bei stark schwankenden Belastungen beitragen. Neben der Entwicklung bzw. Anwendung geeigneter Methoden aus dem Bereich der Probabilistik steht ebenfalls die Adaption und Applikation der Verfahren auf ingenieurtechnische Problemstellungen im Vordergrund. Ziel des Teilvorhabens (AP2, MFD) ist die Untersuchung des WÜ in einem realitätsnahen rotierenden Zweikammer-System mit umfassender Instrumentierung, der Teile eines GT-Verdichters abbildet. Das 3. Teilvorhaben (AP3, TEA) modelliert in versch. Aufbauten generische Toträume von DT.

Teilprojekt H2Fly GmbH

Das Projekt "Teilprojekt H2Fly GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von H2Fly GmbH durchgeführt. Vorhaben: Im Vordergrund von Go4Hy2 stehen zwei, für die Wettbewerbsfähigkeit eines emissionsfreien, voll-elektrischen BZ-Batt-Hybrid-Antriebsstrangs wesentlichen Kernkriterien: i.G. zu einem Verbrenner-Hybriden vergleichbare Leistungsdichte mit hoher Ausfallsicherheit und ein Scale-Up fähiges System inkl. E-Motor und Leistungselektronik in relevanter Leistungsklasse von 250kW. Das bisherige Niederdruck-Stack- BZ-Hybrid-System (ca. 120kW inGo4H2) soll hierbei zu einem druckaufgeladenen BZ-HybridSystem (ca. 250kW in Go4Hy2), weiterentwickelt werden. Weiterhin wird auf gesteigerte Leistungsdichten und Skalierbarkeit im schuberzeugenden Modul (LE und Motor) Wert gelegt, sowie eine verlässliche Steuerung der Systeme auf Basis luftfahrtzertifizierter Hardware angestrebt. Ergänzt werden die Arbeiten durch Konzepte für Hybrid-Systemarchitekturen zur Auslegung eines BZ-Hybrid-Regionalflugzeugs. Teilvorhaben: Die H2Fly wird dabei einschlägige Verfahren anwenden um Sicherheitsrisiken des Antriebsstrangs, der Integration und des Flugbetriebs zu analysieren und durch Entwicklung neuer Anforderungen und neuer Systemlösungen zu mittigeren. Dies wird durch Begleitung der Entwicklungsarbeiten während Planung, Entwurf, Vorentwicklung und Test realisiert. Hierbei werden insbesondere z. T. in der Luftfahrt bisher nicht definierte sicherheitstechnische Anforderungen an Systeme, Funktionen, Architekturen und Integration entwickelt und aufgestellt. Dabei werden Sicherheitskonzepte bzgl. funktionaler Sicherheit und Gefährdung für diese Antriebsstränge und geeignete Systemarchitekturen entwickelt. Weiterhin werden Testprozeduren und Erprobungskampagnen des Antriebsstrangs entwickelt und begleitet, insbesondere werden dabei auch Erprobungsflüge mit der Hy4 begleitet.

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bender GmbH Maschinenbau- und Streckmetallfabrik durchgeführt. Entwicklung und Produktion von porösen Transportstrukturen auf der Basis der Streckgittertechnologie im Rolle zu Rolle Verfahren. Das Projektziel liegt in der Entwicklung einer Prozessroute für die Herstellung und Beschichtung poröser Strukturen für elektrochemische Zellen, vor allem für Elektrolyseure zur Wasserelektrolyse. Dabei sollen zukunftsweisende Technologien wie additive Fertigung eingesetzt werden. Poröse Schichten spielen eine wichtige Rolle in Elektrolyseuren, da sie zum einen den Stofftransport zu und von der Ionenaustauschmembran, an der die Katalyse stattfindet, regelt, sowie gleichzeitig für die elektrische Leitfähigkeit sorgt, um die entsprechenden Ladungsträger zur katalytisch aktiven Grenzschicht zu transportieren. Daher müssen die porösen Transportstrukturen (PTL) einerseits eine Durchlässigkeit aufweisen, um einen guten Stofftransport durch die Hülle zu ermöglichen, andererseits ist eine ausreichende mechanische Stabilität notwendig, um die inneren Membranen in der Einbausituation ausreichend zu stützen. Hierzu müssen gradierte bzw. Sandwichstrukturen gefügt werden, die den hohen Anforderungen in den Zellen (Korrosion und Biegesteifigkeit) gerecht werden. Dazu sollen in diesem Projekt zum einen poröse Schichten entwickelt werden, wobei Beschichtungen vor Korrosion schützen und Kontaktwiderstände verringern sollen, zum anderen soll die Technik zur Fügung der verschiedenen Schichten in der Sandwichstruktur optimiert werden. Darüber hinaus soll im Rahmen dieses Projektes der Einsatz von Edelmetallen minimiert werden, welche mit Kosten verbunden sind. Dazu werden sowohl für die Substrate als auch für die Beschichtungen edelmetallfreie Alternativen erforscht, die den Anforderungen an Kontaktwiderstand, Korrosionsbeständigkeit und gegebenenfalls katalytische Aktivität gerecht werden. Darüber hinaus sollen die entwickelten Beschichtungskonzepte im Hinblick auf ihre Übertragbarkeit auf die Brennstoffzellenproduktion bewertet werden.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Isotopenbiogeochemie durchgeführt. Das Ziel von IsoAqua ist die Entwicklung innovativer Verfahren für die Multi-Element-Isotopenanalyse (ME-IA; 13C/12C, 37Cl/35Cl, 2H/1H) chlororganischer Umweltchemikalien. Dabei ist die Etablierung einer neuartigen und kostengünstigen Routinemethode zur 37Cl/35Cl-Analyse chlororganischer Schadstoffe an Umweltproben ein wesentlicher Bestandteil. Mit einem neuen Ansatz können Isotopenstandards für CSIA von Umweltchemikalien hergestellt werden. Instrumentelle Neuerungen sind die Anwendung von Chrom- und Silizium-Analysereaktoren sowie bisher unerprobte analytischen Verfahren und Hardware. Begleitend werden innovative Aufkonzentrierungsmethoden an Umweltproben etabliert, um ME-IA für ein größeres Spektrum chlororganischer Schadstoffe (z.B. polare Substanzen) anwenden zu können. Hierbei werden chlorhaltige Substanzen in einem Hochtemperatur-Reaktor auf Silizium-basis (Si-Reaktor) zu SiCl4 umgesetzt, welches anschließend als universelles Messgas für die 37Cl/35Cl-Analyse mittels Gas Chromatographie-Isotopen Verhältnis Massenspektrometrie (GC-IRMS) genutzt wird. Die Zuverlässigkeit der Umsetzungsreaktion zu SiCl4 soll im Rahmen von IsoAqua evaluiert und mit geeigneten Methoden etabliert werden. Die Weiterentwicklung der 2H/1H-Analyse chlorierter Schadstoffe baut auf der Chrom basierten Hochtemperatur Umsetzung (GC-Cr/HTC-IRMS) auf. Die Parameter zur Anwendung der GC-Cr/HTC-IRMS-Methode wären eine stoffspezifische Extraktion, die Aufkonzentrierung, die Aufreinigung der Proben für eine vollständige Umsetzung der Analyten zu H2 und wasserfreie Probenaufgabe.

TP4.8: Untersuchungen zur Verarbeitung von PBS-Folien und -Spinnvliesstoffen zu textilen Flächengebilden nach dem Split-Knitting-Verfahren

Das Projekt "TP4.8: Untersuchungen zur Verarbeitung von PBS-Folien und -Spinnvliesstoffen zu textilen Flächengebilden nach dem Split-Knitting-Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technitex-Sachsen GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel des zu konzipierenden 'RUBIO'-Bündnisses besteht darin, auf Basis von national und europaweit in großen und sehr großen Mengen zur Verfügung stehenden cellulose- und lignocellulosehaltigen Rest- bzw. Wertstoffen neue Biokunststoffe zu entwickeln und so die umfassende Nachfrage nach Biokunststoffen zu bedienen. Dabei soll die Verfügbarkeit von industriell relevanten Mengen bis in den jährlichen Kilotonnen-Bereich skaliert und eine Vielzahl an Verwertungspfaden untersucht werden. Das hierzu notwendige Bündniskonzept und die sich aus der Markt- und Kundenanalyse ergebenden einzelnen Forschungsprojekte in der Umsetzungsphase sollen innerhalb dieses Vorhabens durch Bündnispartner unter Koordination durch den Antragsteller entwickelt werden. Ziel der Arbeiten im Teilprojekt 4.8 ist der Nachweis, dass die neu zu entwickelnden Biokunststoffe textiltechnisch zu verarbeiten sind. Bevorzugt soll dafür die Wirktechnologie angewandt und evaluiert werden. Wirkwaren werden durch Maschenbildungen von Fadensystemen realisiert und finden im Bereich der technischen Textilien (Automotive, Geotextil, Verpackung) Anwendung. Um diese anspruchsvolle Aufgabe zu lösen, ist es notwendig sowohl mit den Entwicklern der Kunststoffe wie auch der Halbzeuge (Folie, Vliesstoffe) zusammenzuarbeiten und die notwendigen Entwicklungen im bottom-up Verfahren zu prüfen und umzusetzen. In die Betrachtungen müssen sowohl die Technologien aber auch Fragestellungen zu Prüfungen, Zertifizierungen und der Recyclingfähigkeit einbezogen werden. Nur durch diese ganzheitliche Bearbeitung der Problemstellung können marktfähige Lösungen erarbeitetet werden. Diese Lösungen leisten einen wichtigen Beitrag zur Stärkung der Innovationskraft der Textilindustrie und der Wirtschaftsregion Mitteldeutschland. Weiterhin leistet das zu bearbeitende Vorhaben einen wichtigen Beitrag zu den umweltpolitischen Zielen der Bundesrepublik Deutschland.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Professur Grünland und Futterbauwissenschaften durchgeführt. Das Ziel des Teilvorhabens 2 ist es, die Beziehungen zwischen der Wasserbüffelhaltung auf nassen Flächen und dessen Umweltressourcen zu erfassen und begründet zu bewerten, um Lösungsansätze für die Entwicklung einer neuen Form der nachhaltigen Verwertung pflanzlicher Biomasse aus nassen Mooren zu entwickeln. Dazu bedient sich das Teilvorhaben eines on-farm-Ansatzes, welcher gegenüber den ansonsten in der Nutztierforschung dominierenden, artifiziellen Haltungsbedingungen von Einzeltieren den Vorzug aufweist, eine authentische und für die späteren Übertragungskulissen repräsentative Haltungsumwelt aufzuweisen. Ein weiterer, dadurch ermöglichter innovativer Aspekt ist die Beschreibung der Wechselwirkungen zwischen Nutztier und Vegetationsmatrix in spatio-temporaler Auflösung. Mittels moderner nahfernerkundlicher Verfahren wie der UAV-gestützten Photogrammetrie und der GPS-Telemetrie können zeiträumliche Bewegungsmuster inklusive des Herdenverhaltens mit der korrespondierenden Entwicklung der Vegetation in Zusammenhang gebracht werden. Wissenschaftlich geht dieser Ansatz daher über ein reines Monitoring hinaus, da Kausalitäten für die Ausprägung der Zielmerkmale (Biodiversität, Ressourcennutzungseffizienz) analysiert und beschrieben werden können. Aus dieser Bewertung wird ein Zertifikat entwickelt, welches als Grundlage für die Monetarisierung der ÖSDL durch die neue Form der Tierhaltung (hier: Büffelhaltung auf Paludikulturflächen) dient. Durch die Offenlegung der Wechselwirkungen zwischen Tier und Umwelt können wahre Kosten und Nutzeffekte der Tierproduktion ermittelt und für die Entwicklung nachhaltiger Bioökonomie herangezogen werden. Hieraus ergeben sich neue Chancen am Markt, aber auch Perspektiven für eine gezieltere Förderung der Schaffung und des Erhalts öffentlicher ökologischer Güter, wie sie die Biodiversität und die Vermeidung von GHG-Emissionen zweifellos darstellen.

Teilprojekt I

Das Projekt "Teilprojekt I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Geomechanik und Geotechnik durchgeführt. In TRANSENS soll transdisziplinär geforscht werden: Die interessierte Öffentlichkeit und andere außerakademische Akteure werden planvoll in Forschungskontexte, konkret in Transdisziplinäre Arbeitspakete (TAP) eingebunden: - HAFF: Handlungsfähigkeit und Flexibilität in einem reversiblen Verfahren - SAFE: Safety Case: Stakeholder-Perspektiven und Transdisziplinarität - TRUST: Technik, Unsicherheiten, Komplexität und Vertrauen - DIPRO: Dialoge und Prozessgestaltung in Wechselwirkung von Recht, Gerechtigkeit und Governance Die Möglichkeiten transdisziplinärer Forschung in der nuklearen Entsorgung werden im Verbund systematisch reflektiert (Transdisziplinaritätsforschung). Spezielle Aktivitäten zielen auf Nachwuchsförderung und Kompetenzerhalt. In einem Verfahren, das die Rückholung eingelagerter Abfälle im Falle einer ungünstigen Entwicklung des Lagers vorsieht, muss man sich frühzeitig Gedanken machen über Monitoring-Strategien, Entscheidungswege, Entscheidungsträger und Verantwortlichkeiten. Dies ist Gegenstand des TAP TRUST. Flexibilität statt linearer Ablauf des Verfahrens: schrittweises Vorgehen, Haltepunkte im Verfahrensablauf, die Option von begründeten Rückschritten und die Reaktion auf neue Forschungsergebnisse sind die Themen der transdisziplinären Forschung im TAP HAFF. Dialog und Diskurs sind Schlüssel zur Verständigung. Wie muss der langwierige Prozess gestaltet werden, um dafür gute Bedingungen auf dem Entsorgungspfad zu schaffen? Das ist Gegenstand der transdisziplinären Forschung im TAP DIPRO. Das IGB ist in TAP TRUST eingebunden und bearbeitet Fragestellungen zu Monitoring und zur Akzeptabilität von Ungewissheiten während der Beobachtungsphase und einer Rückholung. Das iBMB ist in den TAPs HAFF und DIPRO eingebunden und entwickelt und visualisiert dazu idealtypische Konzepte für obertägige Anlagen von Endlagern. Dabei wird der komplette Lebenszyklus der Bauwerke betrachtet. Wesentliches Element ist dabei ein lernfähiges Lebenszyklusmanagementsystem.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Hydrologie durchgeführt. Während insbesondere in Deutschland in den letzten zwei Jahrzehnten beachtliche Fortschritte im Risikomanagement von großräumigen Flusshochwassern erzielt wurden, besteht bezüglich Starkregen und Sturzfluten noch erheblicher Handlungsbedarf. Ziel des AVOSS-Verbunds ist daher, Zusammenhänge zwischen Starkregenereignissen, davon ausgehenden Sturzflutgefahren und potentiell resultierenden Schäden auf verschiedenen räumlichen Skalen zu bestimmen. Insbesondere die Verbesserung der Frühwarnung und örtlichen Umsetzung steht im Fokus. Aufgrund dessen, dass das TP1 das Gesamt-Vorhaben koordiniert und inhaltlich in allen Arbeitspaketen eingebunden ist, sind diese zu großen Teilen identisch mit den Zielen des Gesamt-Vorhabens. Kurz dargestellt sind die Ziele von TP 1 wie folgt: 1. Erstellung eines anwenderfreundlichen Starkregenindex (SRI) für die gesamte Bundesrepublik und darauf aufbauend die Erstellung einer quasi-operationellen nutzerorientierten Starkregenvorhersage auf Grundlage kontinuierlicher Radarvorhersagen. 2. Prototypische Entwicklung einer Sturzflutvorhersage (inkl. Aussagen zu deren Belastbarkeit) für kleine Einzugsgebiete in ausgewählten Testeinzugsgebieten, basierend auf umfangreicher hydrologischer Modellierung und in Kombination mit der kontinuierlichen Radarvorhersage. 3. Entwicklung und Test eines Verfahrens, um mit hochaufgelösten hydraulischen Modellen Szenarien von Starkregengefahrenkarten (SRGK) für ausgewählte, stark betroffene Pilotgemeinden abzuleiten. 4. Erstellung praxiserprobter Empfehlungen hinsichtlich der Ausgestaltung und Nutzung von schadensbasierten Gefahren- und Risikokarten bei Starkregen- und Sturzflutereignissen inklusive der entsprechenden Risikokommunikation.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Endlagerforschung, Fachgebiet Endlagersysteme durchgeführt. In TRANSENS soll transdisziplinär geforscht werden: Die interessierte Öffentlichkeit und andere außerakademische Akteure werden planvoll in Forschungskontexte, konkret in Transdisziplinäre Arbeitspakete (TAP) eingebunden: - HAFF: Handlungsfähigkeit und Flexibilität in einem reversiblen Verfahren - SAFE: Safety Case: Stakeholder-Perspektiven und Transdisziplinarität - TRUST: Technik, Unsicherheiten, Komplexität und Vertrauen - DIPRO: Dialoge und Prozessgestaltung in Wechselwirkung von Recht, Gerechtigkeit und Governance Die Möglichkeiten transdisziplinärer Forschung in der nuklearen Entsorgung werden im Verbund systematisch reflektiert (Transdisziplinaritätsforschung). Spezielle Aktivitäten zielen auf Nachwuchsförderung und Kompetenzerhalt. Im TAP SAFE wird transdisziplinär untersucht, ob und inwieweit Sichtweisen von Nicht-Spezialisten nahelegen, das Konzept des Safety Case anzupassen oder weiterzuentwickeln, um so die Diskurs- und Beratungsfähigkeit zu verbessern. Das Institut für Endlagerforschung IELF koordiniert das TAP und bearbeitet mit weiteren Partnern die Module 'Analyse', 'Synthese und Konzept', 'Transdisziplinäre Kommunikation und Auswertung', 'Ergebnisdarstellung von Modellrechnungen' sowie 'Berichterstattung und Empfehlungen'. Der Lehrstuhl für Deponietechnik und Geomechanik LfDG leistet Forschungsarbeiten in den Modulen 'Transdisziplinäre Kommunikation und Auswertung' und 'Analyse des langzeitigen Systemverhaltens von Tiefenlagern'. Der Arbeitsschwerpunkt der risicare GmbH (im Unterauftrag) ist das Thema 'Ungewissheiten'. In einem Verfahren, das die Rückholung eingelagerter Abfälle im Falle einer ungünstigen Entwicklung des Lagers vorsieht, muss man sich frühzeitig Gedanken machen über Monitoring-Strategien, Entscheidungswege, Entscheidungsträger und Verantwortlichkeiten. Dies ist Gegenstand des TAP TRUST, in dem der LfDG zu Fragen des Monitorings forscht. Das IELF koordiniert gemeinsam mit dem ITAS das Verbundvorhaben sowie die Außenkommunikation.

Teilvorhaben 2: Upsacling und Wirtschaftliche Betrachtung, TV B

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Upsacling und Wirtschaftliche Betrachtung, TV B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dorfner Analysenzentrum und Anlagenplanungsgesellschaft mbH (ANZAPLAN) durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung, Optimierung und Skalierung eines Verfahrens zur direkten Carbonatisierung von lithiumhaltigen Primär- und Sekundärrohstoffen mittels CO2 mit reproduzierbaren Li-Ausbeuten von mehr als 95 %. Verwertungsziel ist die Überführung des Lithiumanteils in vermarktungsfähiges Li2CO3 mit battery grade-Qualität (bg-Li2CO3, größer als 99,5 %). Beide Rohstoffverwertungswege sind mit einem Verfahrensgrundprinzip zu erschließen. Es ist ein universelles, wirtschaftliches Verfahren zur Gewinnung von Li2CO3 aus mineralischen Erzen und Industrierückständen zu entwickeln und zu bewerten.

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