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.
Das Projekt "ERA-MIN 2021 - Verbundvorhaben: INN4MIN - Entwicklung innovativer und nachhaltiger Verfahren zur Gewinnung von Gold und kritischen Elementen aus Erzen und Elektronikschrott: Kritische Elemente aus Erzen und Elektronikschrott" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Gold ist eines der seltensten Metalle mit geschätzten Vorräten von 54.000 t. Es kann aus primären (Erzlagerstätten) oder sekundären (Elektronikschrottfraktionen) gewonnen werden. Erzlagerstätten werden weltweit ärmer und komplexer. Abfall-Leiterplatten bieten Potential zur Gewinnung von Gold und kritischen Elementen. Diese Elektronikschrottfraktionen fallen aber qualitativ und quantitativ sehr unregelmäßig an, so dass sich Investitionen für eine gesonderte Verarbeitung nicht rechtfertigen lassen. In INN4MIN soll daher ein hybrider Ansatz verfolgt werden, der die Verarbeitung primärer Erze und sekundärer Materialien kombiniert. In diesen Ansatz werden innovative Verfahren, wie die Elektroimpulszerkleinerung und Hydrometallurgie mit umweltfreundlichen Reagenzien integriert. Der Projektverbund besteht aus den Partnern Universität Porto (PT, Verbundkoordinator, umweltfreundliche Flotationsreagenzien und Strategien für die Gold-Hydrometallurgie), BRGM (FR, Elektroimpuls-Zerkleinerung zur Verbesserten Freilegung und Steigerung des Ausbringen), GEOS (DE, Vorbereitung von Elektronikschrottproben, Entwicklung von Trennverfahren für die Wertstoffe, metall-selektive Laugungsverfahren mit umweltfreundlicheren Reagenzien), LNEG (PT, Goldflotation, Abtrennung steriler Materialien, chemische Analysen der Produkte) und INOVA+ (PT, soziale Akzeptanz im EU-Rohstoffsektor, Clustering und Dissemination). GEOS übernimmt innerhalb des Verbundes die Arbeiten an sekundären Materialien, insbesondere geeignete Fraktionen aus Elektronikschrott. Für diese werden Verfahren zur Anreicherung bestimmter Wertstoffe entwickelt. Außerdem erfolgen Untersuchungen zur selektiven Laugung bestimmter Wertstoffe (Au, aber auch Cu, Ag, Li, Co, Ta, Ga und Seltene Erden) sowie zu deren Gewinnung aus den Laugungslösungen. Dabei liegt der Fokus auf umweltfreundlichen Prozessschritten und Reagenzien. INN4MIN beginnt bei TRL 3 und zielt auf das Erreichen von TRL 5 ab.
Das Projekt "Entwicklung einer Methode zur Isolierung und Trennung von Proteinen aus Belebtschlamm und anderen Umweltproben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Fachbereich 10 Bauwesen, Fachgebiet Abfallwirtschaft durchgeführt.
Das Projekt "STARK IN4climate.RR bietet in zunächst drei Zukunftslaboren zu den Themen Wasserstoff, Kohlenstoffabscheidung und -nutzung sowie Speicherung (CCUS) und Circular Economy einen Rahmen zur Erforschung und Umsetzung einer klimaneutralen Industrie im Rheinischen Revier." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NRW.Energy4Climate GmbH durchgeführt. Ziel von 'IN4climate.RR' ist es, die laufende und durch den Strukturwandel verstärkt angestoßene Entwicklung und Umorientierung der Industrie im Rheinischen Revier strategisch zu flankieren, mitzuhelfen diese auf die langfristigen Gesamtziele einer klimaneutralen und ressourcenschonenden Industrie auszurichten und auf dieser Basis die praktische Anwendung von klimaneutralen und ressourcenschonenden Technologien und Verfahren in der Industrie umzusetzen. Dazu werden die zahlreichen industrieorientierten Projekte und Forschungsthemen im Rheinischen Revier in einen übergreifenden Rahmen gestellt und in die Gesamttransformation der Industrie von NRW (und der Nachbarländer, sowie benachbarter Bundesländer) eingebettet. Dazu wird auch berücksichtigt, wie die zukünftigen Wertschöpfungsketten in der klimaneutralen Industrie in NRW durch die räumliche Nähe zu anderen Industrieregionen in NRW Neuansiedlungen im Rheinischen Revier ermöglichen. Das Rheinische Revier soll so zu einem echten Zukunftslabor für die industrielle Transformation werden, in dem gemeinsam wichtige technologische Fortschritte erzielt, neue Prozesse und Technologien erprobt, beispielhafte zukunftsfähige Infrastrukturen aufgebaut, neue Wertschöpfungsketten erprobt und branchenübergreifende Konzepte umgesetzt werden. Diese Entwicklung wird in drei Zukunftslaboren zu den Themen industrielle H2-Nutzung, industrielles CCU und CCS sowie zirkuläre Wertschöpfung in der Industrie fokussiert. Im Rahmen der Zukunftslabore wird IN4climate.RR umfassend die Stakeholder in der Region einbinden und vernetzen. Dabei werden auch Fragen der Technologie- und Infrastrukturakzeptanz bearbeitet und der Transformationsprozess kommunikativ begleitet. IN4climate.NRW übernimmt im Rahmen des Projekts IN4climate.RR die Entwicklung und Gesamtkoordination einer Modellregion für Wasserstoff über die damit verbundenen (und in den Zukunftslaboren adressierten) Industriethemen hinaus.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung der Herstellkonzepte für PVD-Beschichtungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KCS Europe GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens StacIE ist die Entwicklung industrieller Verfahren zur Hochskalierung der Produktion des sogenannten Elektrolyse-Stacks, dem Herzstück des Elektrolyseurs. Im Mittelpunkt der Forschung stehen daher die Bipolarplatten (BPP), welche das Kernelement des Stacks darstellen und mit ca. 30% erheblich zu den Gesamtkosten des Systems beitragen. Gleichzeitig stellen diese jedoch auch eine hohe technische Herausforderung dar, da die aktuell zum Einsatz kommenden graphitkomposit- oder titanbasierten Bipolarplatten aufgrund der nachteiligen Wirtschaftlichkeit und unzureichenden Verfügbarkeit des Ausgangsmaterials keinerlei Zukunftsperspektive haben. Der Ersatz dieser BPP durch metallische BPP ist infolgedessen unabdingbar. Die praktischen Einsatzmöglichkeiten metallischer BPP sind durch die ungenügende Korrosionsstabilität im Langzeitbetrieb und den hohen technischen Herausforderungen der Beschichtung jedoch zum aktuellen Zeitpunkt noch limitiert. Die KCS Europe GmbH befasst sich innerhalb des Verbundvorhabens mit der Entwicklung eines produktionskosteneinsparenden korrosionsbeständigen Materialsystems zur Beschichtung von BPP. Dabei werden sowohl unterschiedliche PVD-Technologien als auch Materialsysteme angewandt sowie anschließend evaluiert. Für die primäre Schichtentwicklung wird eine durch KCS entwickelte, bereits vorhandene Demonstratoranlage verwendet und während des Vorhabens um zwei zusätzliche Kammern in Form eines Inline-Konzepts erweitert, sodass Querkontaminationen vermieden sowie komplexe und hochreine Mehrschichtsysteme realisiert werden können. Im Anschluss werden Konzepte zum Transfer der Hardware- und Beschichtungskonzepte auf den industriellen Maßstab validiert. Final entwickelt KCS ein Konzept zur Skalierung der Technologie auf den industriellen Großmaßstab, der die Zielvorgabe der Bundesregierung gemäß der 'Nationalen Wasserstoffstrategie' erfüllt, Wasserstoff-Erzeugungsanlagen von bis zu 5 GW Gesamtleistung bis 2030 zu erreichen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Evaluation eines physikalischen Digitalen Zwillings durch Kombination von KI- und Simulationsmodellen für Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Das Fraunhofer ISE entwickelt im Projekt 'KISS-PV' neue Künstliche Intelligenz (KI) basierte Methoden der Datenmodellierung und Simulation, die eine Qualitäts- und Produktionskontrolle in Echtzeit ermöglichen. Neben der Entwicklung von reinen Simulationsmodellen und rein KI-basierten Modellen zeichnet sich der verfolgte Ansatz durch die Entwicklung kombinierter Verfahren aus dem Feld der theoriegestützten Datenanalyse aus. Mittels hybrider Modelle soll eine physikalische Form des digitalen Zwillings der Solarzelle gelernt werden, der anhand schneller Messtechniken berechenbar ist und eine detaillierte Beschreibung jeder Zelle ermöglicht. Die dadurch erreichte maximale Interpretierbarkeit der aus den Messdaten abgeleiteten verstecken physikalischen Größen der Solarzelle ermöglicht eine quantitative Verlust- und Potentialanalyse zur zielgerichteten Optimierung des Zelldesigns und der Fertigung. Zum Training und zur Detailanalyse werden umfangreiche Datensätze am Fraunhofer ISE erhoben und die Qualität der Modelle und Messkonfigurationen evaluiert.
Das Projekt "Teilvorhaben Katalysatorschichten und Alterungsuntersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institute of Energy Technologies (IET), Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien durchgeführt. Zentrales Ziel von StacIE ist die Hochskalierung der Stackproduktion auf Ebene der Zellkomponenten und Zellstapel durch Entwicklung industrieller Verfahren, eine verbesserte Wirtschaftlichkeit des Zelldesigns durch Reduktion der Komplexität sowie Optimierung der Fertigungsverfahren der Baugruppe aus poröser Transportschicht (PTL) und umgeformter Bipolarplatte (BPP). Für BPP und PTL werden alternative Materialien sowie Substrat-/Beschichtungsvarianten identifiziert, bewertet und gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelt. Dabei soll durch den Verzicht auf teure Materialien wie Titan oder Edelmetalle eine Kostenreduktion sowie durch neue Materialzusammensetzungen eine Leistungs- und Lebensdauersteigerung erreicht werden. Im Teilvorhaben Katalysatorschichten und Alterungsuntersuchungen werden drei Aspekte besonders beleuchtet: (i) Es wird ein Verfahren zur Herstellung und Charakterisierung von Katalysatorschichten auf den neuen Transportschichten untersucht und entwickelt. (ii) Es werden beschleunigte Alterungsschnelltests auf Basis der Kombination von Rasterflusszellenuntersuchungen und Vollzelltests untersucht und entwickelt. (iii) Strukturanalysen und Degradationsaufklärungen werden an Bipolarplatten und Transportschichten durchgeführt.
Das Projekt "Optimierung eines automatisierten Leuchtbakterien-Tests zur Ueberwachung von Produktions-Abwaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät II Biologie, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Ziel ist, ein fuer Produktions-Abwaesser taugliches biologisches Warnsystem, das die herkoemmlichen physikalisch-chemischen Parameter ergaenzt und zur Erkennung bzw. Vermeidung umweltrelevanter Gefaehrdungen beitraegt. Das Projekt soll den Leuchtbakterientest zur on-line Ueberwachung von Produktions-Abwaessern weiterentwickeln. Aufgaben: - Optimierung eines Testsystems auf der Ebene der Leuchtbakterien unter Laborbedingungen; - Untersuchung von Stoerfaktoren des Testsystems; - Erprobung und Optimierung des Leuchtbakterientestsystems an ausgewaehlten Abwasserteilstroemen im Werk Sindelfingen der Mercedes-Benz AG; - Erarbeitung einer Testvorschrift, welche die Grenzen der Einsatzmoeglichkeit des untersuchten Testsystems beruecksichtigt und Teststoerungen vermeidet; - Routineeinsatz des Testsystems am ausgesuchten Abwasserteilstrom, Installation eines Fruehwarnsystems.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung einer neuartigen Abgasreinigungsanlage in einer Sprottenraeucherei im Rahmen einer ganzheitlichen oekologischen Massnahmenplanung (2. Phase);Duag" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Umwelt durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Polymerentwicklung, Membran- und MEA-Herstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V., Institut für Mikroanalysesysteme durchgeführt. Der Verbund QT 1.2 Fluorfreie MEA zielt auf die Entwicklung von kostengünstigen fluorfreien MEAs für die Wasserelektrolyse, welche in Lebensdauer den industriellen Anforderungen genügen mit verbesserter Effizienz und geringerem Gasübertritt als PFSA-basierte PEMWEs im Stand-der-Technik. Dabei steht die Entwicklung fluorfreier Polymere, Membranen und Membran-Elektroden-Einheiten, sowie die Skalierung der Herstellungsprozesse im Fokus. Ein zentraler Baustein zur Entwicklung langzeitstabiler Membranen und Membran-Elektroden-Einheiten ist dabei die Polymerentwicklung. In diesem Teilprojekt werden unterschiedliche, skalierbare Ansätze zur Polymerentwicklung gezielt für die Anwendung in der Membran und als Elektroden-Binder untersucht. Dabei werden ausgehend von Ergebnissen aus vorangegangenen Projekten (z.B. PSUMEA-3 (BMBF)) Polymere mit teilweiser Blockstruktur basierend auf sulfoniertem Polyphenylensulfon und vernetzbare Polymere entwickelt. Membranpolymere werden anschließend in Kompositmembranen überführt. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften werden dabei poröse Substrate in die Membran integriert. Aufbauend auf den Entwicklungen zu Elektroden-Binder Polymeren werden effiziente Elektroden entwickelt. Diese Entwicklung wird von bildgebenden Verfahren unterstützt. Aufbauend auf den Entwicklungen von Kompositmembranen und Elektroden werden langzeitstabile und effiziente Membran-Elektroden-Einheiten aufgebaut. In allen Bereichen steht im Projekt dabei die Materialentwicklung und die Prozessentwicklung mittels skalierbarer Methoden im Fokus.
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