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Entwicklung applikationsspezifischer Aluminium-Ionen-Batterien unter Nutzung innovativer Passiv- und Aktivmaterialien, Teilvorhaben: Entwicklung neuer IL-basierter Elektrolyte für applikationsspezifische Aluminium-lonen-Batterien

Die loLiTec lonic Liquids Technologies GmbH entwickelt im Rahmen des Projektes neue und verbesserte Elektrolyt-systeme und -synthesemethoden. Das Ziel ist zum einen eine weitere Verbesserung der Synthesemethode und eine weitere Skalierung der Synthese der Aluminium-Batterieelektrolyte. Zum anderen ist das Ziel die Entwicklung neuer Elektrolytsysteme, welche verbesserte Aluminiumabscheidungseigenschaften und verringerte Viskositäten aufweisen.

Lösungsansätze zur Vermeidung von Kabelschäden im Nahbereich von Offshore-Gründungsstrukturen unter Berücksichtigung der Fluid-Struktur-Boden Interaktion, Teilvorhaben: Experimentelle und numerische Untersuchung der dynamischen Lasten auf Kabel von Offshore-Gründungsstrukturen

Im Rahmen des Verbundvorhabens 'CableProtect - Lösungsansätze zur Vermeidung von Kabelschäden im Nahbereich von Offshore-Gründungsstrukturen unter Berücksichtigung der Fluid-Struktur-Boden Interaktion (CableProtect)' befasst sich das Teilvorhaben 'Experimentelle und numerische Untersuchung der dynamischen Lasten auf Kabel im Nahfeld von Offshore-Gründungsstrukturen' mit der Ermittlung von Einflussfaktoren auf ungewünschte Kabelbewegungen im Nahfeld von Offshore-Windenergie-Gründungsstrukturen und der Entwicklung erfolgversprechender Lösungsansätze. Motiviert sind die Arbeiten durch Kabelschäden, die durch Abrieb des äußeren Schutzmantels des Kabels am nah gelegenen Kolkschutz entstanden sind. Dabei gelten strömungs- und welleninduzierte Kräfte, die auf das freie Kabel zwischen der Anbindung an die Gründungsstruktur und der Einbettung am Meeresboden einwirken, als Ursachen für Kabelbewegungen. Die Vorhersage des Strömungsfelds ist jedoch komplex, da dieses signifikant von den örtlichen Umgebungsbedingungen und den hydrodynamischen und geomechanischen Wechselwirkungen zwischen Gründungsstruktur, Kabel und Kolkschutz am Meeresboden abhängt. In diesem Zusammenhang thematisiert das Teilvorhaben CableProtect-Loads die hydrodynamisch induzierten Kabellasten unter Berücksichtigung der elastischen Verformung des Kabels. Hierzu werden innovative Berechnungsverfahren auf Basis einer Feldmethode zur Lösung von Reynolds-gemittelten Navier-Stokes Gleichungen weiterentwickelt, um z.B.Wirkungen von Viskosität und Turbulenz (Wirbelablösungen) zu untersuchen. Im Weiteren werden zur Validierung der rechnerischen Ergebnisse der anderen Teilvorhaben Modellversuche zu hydromechanischen Kornumlagerungen unter Strömungs- und Welleneinfluss durchgeführt. Abschließend werden Lösungsansätze zur Reduktion des Schadensrisikos von Kabeln im Nahfeld von Gründungstrukturen mit Fokus auf eine reduzierte Erregung ermittelt, validiert und in einem Auslegungsleitfaden dokumentiert.

Lösungsansätze zur Vermeidung von Kabelschäden im Nahbereich von Offshore-Gründungsstrukturen unter Berücksichtigung der Fluid-Struktur-Boden Interaktion

Im Rahmen des Verbundvorhabens 'CableProtect - Lösungsansätze zur Vermeidung von Kabelschäden im Nahbereich von Offshore-Gründungsstrukturen unter Berücksichtigung der Fluid-Struktur-Boden Interaktion (CableProtect)' befasst sich das Teilvorhaben 'Experimentelle und numerische Untersuchung der dynamischen Lasten auf Kabel im Nahfeld von Offshore-Gründungsstrukturen' mit der Ermittlung von Einflussfaktoren auf ungewünschte Kabelbewegungen im Nahfeld von Offshore-Windenergie-Gründungsstrukturen und der Entwicklung erfolgversprechender Lösungsansätze. Motiviert sind die Arbeiten durch Kabelschäden, die durch Abrieb des äußeren Schutzmantels des Kabels am nah gelegenen Kolkschutz entstanden sind. Dabei gelten strömungs- und welleninduzierte Kräfte, die auf das freie Kabel zwischen der Anbindung an die Gründungsstruktur und der Einbettung am Meeresboden einwirken, als Ursachen für Kabelbewegungen. Die Vorhersage des Strömungsfelds ist jedoch komplex, da dieses signifikant von den örtlichen Umgebungsbedingungen und den hydrodynamischen und geomechanischen Wechselwirkungen zwischen Gründungsstruktur, Kabel und Kolkschutz am Meeresboden abhängt. In diesem Zusammenhang thematisiert das Teilvorhaben CableProtect-Loads die hydrodynamisch induzierten Kabellasten unter Berücksichtigung der elastischen Verformung des Kabels. Hierzu werden innovative Berechnungsverfahren auf Basis einer Feldmethode zur Lösung von Reynolds-gemittelten Navier-Stokes Gleichungen weiterentwickelt, um z.B.Wirkungen von Viskosität und Turbulenz (Wirbelablösungen) zu untersuchen. Im Weiteren werden zur Validierung der rechnerischen Ergebnisse der anderen Teilvorhaben Modellversuche zu hydromechanischen Kornumlagerungen unter Strömungs- und Welleneinfluss durchgeführt. Abschließend werden Lösungsansätze zur Reduktion des Schadensrisikos von Kabeln im Nahfeld von Gründungstrukturen mit Fokus auf eine reduzierte Erregung ermittelt, validiert und in einem Auslegungsleitfaden dokumentiert.

Die Wirkung der makromolekularen Adsorption auf die Stabilitaet von Suspensionen

Aufklaerung des Zusammenhangs zwischen der Struktur adsorbierter Polymerschichten auf suspendierten Partikeln und der Stabilitaet dieser Suspensionen. Untersuchungsmethoden: A) zur Adsorption: Spektroskopie (IR, NMR), Ellipsometrie, Kalorimetrie. B) zur Stabilitaet: Viskositaet, Sedimentation, Elektrophorese, Photokorrelationsspektroskopie.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1788: Study of Earth system dynamics with a constellation of potential field missions, Auswirkungen des geomagnetischen Feldes auf die vertikale Kopplung durch Schwerewellen in der Thermosphäre/Ionosphäre

Schwerewellen (GW) stellen nicht nur den zentralen Kopplungsmechanismus zwischen der unteren Atmosphäre und dem Thermosphäre/Ionosphäre (TI) System dar, sondern haben auch einen wichtigen Einfluss auf das Erdklima. Ein Großteil der Schwerewellen hat ihren Ursprung in der Troposphäre. Durch ihre vertikale Ausbreitung übertragen sie Energie und Impuls zwischen den verschiedenen atmosphärischen Schichten. Ionenreibung und molekulare Viskosität sind die wichtigsten Dissipationsmechanismen der Schwerewellen in der TI. Magnetfeldschwankungen verändern die Brechungseigenschaften der Atmosphäre (großräumige Temperatur und Windfelder) und modulieren damit die Ionenreibung. Das Primärziel dieses Projektes ist die Erforschung und Quantifizierung der Einwirkungen der Magnetfeldvariationen auf die Ausbreitung und Wirkungsmechanismen der Schwerewellen, die aus der unteren Atmosphäre stammen, und die daraus resultierende dynamische Rückkopplung. Vor allem soll untersucht werden, ob Schwerewellen eine Verbindung zwischen dem Trend der Magnetfeldschwächung und der beobachteten starken Abkühlung der Thermosphäre herstellen können. Die Studie soll mit dem Coupled Middle Atmosphere Thermosphere-2 (CMAT2) genannten allgemeinen Zirkulationsmodell durchgeführt werden. Ein wichtiger Teil von CMAT2 ist die von uns entwickelte und implementierte state-of-the-art spektrale, nichtlineare GW Parametrisierung. Die Ergebnisse neuer numerischer Simulationen mit CMAT2 sollen mit schon vorhandenen und zukünftigen Beobachtungen, z.B. der SWARM Satelliten verglichen werden. Wir erwarten neben Fortschritten im fundamentalen Verständnis der Schwerewellenkopplung auch zu Verbesserungen von Weltraumwettervorhersagen beitragen zu können.

Prozess- und Anlagenentwicklung zur Herstellung einer neuartigen, kostengünstigen, geometrisch hochflexiblen Leichtbau-Wasserstoff (H2)-Tank-Bauweise unter Verwendung von Kohlenstofffasern und einem biobasierten Harzsystem, Teilvorhaben: H2Flex-Bioharzsystem

Digi-RoM - Primäre Recyclingwege für glasfaserverstärkte Kunststoffe in Rotorblättern duch den Einsatz neuer, rezyklierbarer Duromere (Vitrimere) sowie durch die Unterstützung digitaler Methoden, Teilvorhaben: Entwicklung rezyklierfähiger Verbundwerkstoffe auf Basis infusionsfähiger Vitrimere

Neue Technologien zur Wiederverwertung von Altbaustoffen, Neue Technologien zur Schadstoffinertisierung und Rueckgewinnung von Rohstoffen

Erzeugung hochwertiger Schlacken aus schmelzfluessigen Rueckstaenden von Hochtemperatur-Muellverbrennungsanlagen (HT-MVA). Qualitative und quantitative Bestimmung der Schwefelkreislaeufe im Siemens Schwel-Brenn-Verfahren (Kooperation mit Siemens, KWU). Modellzusammensetzungen fuer den Glasanteil in Muellverbrennungsschlacken: Anwendung der Viskositaets- und Kristallisationsdaten der Modellglaeser auf den Glasanteil in realen HT-MV-Schlacken.

Entwicklung eines Stoffgesetzes fuer Steinsalz auf der Basis von Kriech- und Relaxationsversuchen

Schadstoffarme Korrosions-und Chromatkontrolle in Wärmeträgeranlagen mit Nitratschmelzen, Teilvorhaben: Entwicklung und Demonstration von Hochtemperaturmesstechnik zur Bestimmung der dynamischen Viskosität und Wärmeleitfähigkeit von elektrisch leitenden und korrosiven Salzschmelzen

Zusammen mit der Entwicklung und Demonstration von 'Chromat zehrenden Salz-Additiven' durch das DLR und einer 'korrosionshemmenden Schicht' durch die DECHEMA, entwickeln und erproben vier KMUs synergetisch Innovationen ihrer jeweiligen Produkte. Aus der gemeinsamen Implementierung der Innovationen durch den Anlagenbauer heat11, unter der unabhängigen Begutachtung des TÜV, resultiert die Demonstration einer Flüssigsalzanlage der nächsten Generation im Technikumsmaßstab. Entsprechend der zentralen Innovationen hat das SAKONI-Vorhaben sechs inhaltliche Schwerpunkte, die gemeinsam bearbeitet werden: 1. Die Entwicklung, Konstruktion und Demonstration einer wartungsarmen vertikalen Zentrifugalpumpe für den Einsatz in Salzschmelzen bis 600°C durch die Firma Düchting. 2. Die Entwicklung und Anpassung der wirtschaftlichsten thermischen Isolierung für Rohrleitungssysteme bei 600°C, unter der Berücksichtigung der bestmöglichen Gesundheitsverträglichkeit, durch die Firma CEPROTEC. 3. Die Konstruktion, Entwicklung und Demonstration einer wetterfesten und hochtemperaturbeständigen Begleitheizung für den Einsatz in CSP-Anlagen mit Salzschmelzen durch die Firma Winkler. 4. flucon entwickelt und baut jeweils die Viskositätsmesstechnik und Wärmeleitfähigkeitsmesstechnik für Anwendungen mit flüssigen Salzschmelzen bei Temperaturen bis 600°C. 5. Die Demonstration von ungefährlichen Additiven für die Salzschmelze, die die Entstehung von krebserregendem Chromat signifikant reduzieren oder die Akkumulation vermeiden, wird im zyklischen Dauerbetrieb über 3000 Stunden im Technikumsmaßstab realisiert (DLR). 6. Die Demonstration und anlagen- sowie labortechnische Untersuchung einer DECHEMA patentierten Ni-P Schicht (korrosionshemmend), die auch nachträglich in Anlagen eingebracht und vor Ort erneuert werden kann.

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