Der Koordinationsantrag für das SPP 2089 Raum-zeitliche Organisation der Rhizosphäre - der Schlüssel zum Verständnis von Rhizosphärenfunktionen - Phase 2 bietet eine kurze Einführung in das Konzept und die Hypothesen des SPP (Abschnitt 1.1), gibt einen kurzen Überblick über die experimentellen Plattformen und die gemeinsamen Probenahmestrategien (Abschnitt 1.2) und umfasst die Zusammenfassung der Forschungsergebnisse aus Phase 1 (Abschnitt 1.3.1 - 1.3.6). Diese Zusammenfassung enthält auch die von der Koordination durchgeführten feldbezogenen Messungen, die nicht an anderer Stelle dargestellt werden können. Die Datenintegration und die Initiierung gemeinsamer Manuskripte wurden adressiert (Abschnitt 1.3.7) und die Ziele des SPP in Phase 2 werden abgeleitet (Abschnitt 1.4), einschließlich der Forschungsfragen und der damit verbundenen gemeinsamen Experimente für Phase 2. Eine besondere Herausforderung ist die Integration von Daten aus verschiedenen Skalen und Disziplinen (Abschnitt 1.5). Dies führt zu den spezifischen Aufgaben der Koordination (Kommunikation, PP-Datenbank BExIS, Soil-Plot-Experiment, Organisation von Treffen/Workshops, Röntgencomputertomographie-Service, Öffentlichkeitsarbeit), die alle darauf abzielen, eine Datensynthese zu ermöglichen (Abschnitt 1.6). Erste Beispiele für integrierte Arbeiten sind in der Bibliographie aufgeführt (Abschnitt 1.7). In Anbetracht des begrenzten Platzes ist die Beschreibung der Forschungsergebnisse sehr kurz und zielt darauf ab, die Ergebnisse in einer integrierten Weise zu präsentieren. Gleiches gilt für die Beschreibung neuer gemeinsamer Experimente, auch hier finden sich die Details in den jeweiligen Einzelanträgen.
Zur nachhaltigen Sicherung der Energie- und Stromversorgung wird zukünftig neben Kernenergie und regenerativer Energiebereitstellung weiterhin der Rückgriff auf fossile Brennstoffe, wie Kohle, Öl und Erdgas, unverzichtbar bleiben. Bei konventionellen Kraftwerkstechnologien werden jedoch Treibhausgase freigesetzt, während gleichzeitig deren Reduzierung weltweit hohe Priorität hat. Zur Lösung dieses Zielkonflikts werden 'Carbon Capture and Storage' (CCS)-Methoden diskutiert, wobei die Oxyfuel-Verbrennung eine der vielversprechendsten Technologien zur CO2-Abscheidung darstellt. Bei diesem Verfahren wird der Brennstoff anstelle von Luft mit einem Gemisch aus Sauerstoff und rezirkuliertem Rauchgas verbrannt, um so ein hoch CO2-haltiges Abgas zu erzeugen, das nach weiteren sekundären Reinigungsschritten abgetrennt werden kann. Der Ersatz des Stickstoffanteils der Luft durch CO2 und H2O führt zu einem völlig neuen Verbrennungsverhalten, das auch zu Instabilitäten sowie zum örtlichen Verlöschen der Flamme führen kann. Die korrekte Beschreibung dieses Verbrennungsverhaltens erfordert entsprechende physikalisch und chemisch motivierte Modelle für diese spezielle Gasatmosphäre. Deshalb sollen bis zum Projektende des Sonderforschungsbereichs/Transregio die folgenden Erkenntnisse, Daten und Modelle zur Verfügung stehen: (1) Belastbare Modelle durch grundlegendes Verständnis der beteiligten Prozesse und deren Abhängigkeit von den jeweiligen Einflussparametern, von der Mikroskala bis hin zur skalenübergreifenden Interaktion, (2) Basisdaten zur Vorhersage der Wärmeübertragung von der Flamme an die Wände und Einbauten in Kraftwerkskesseln mit Oxyfuel-Atmosphäre, (3) Verlässliche Berechnungsgrundlagen für die Entwicklung und Auslegung von Brennern und Feuerräumen für Oxyfuel-Kraftwerke mit Feststoffverbrennung. Im Sonderforschungsbereich/Transregio arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der RWTH Aachen, Ruhr-Universität Bochum und TU Darmstadt zusammen.
Die ökonomische und ökologische Energiebereitstellung stellt eine zentrale gesellschaftliche Herausforderung dar. Diese wird durch die steigenden Umweltbelastungen bei gleichzeitig wachsendem weltweitem Energiebedarf und zunehmender Ressourcenverknappung bedingt. Für mobile Antriebe nimmt insbesondere die Verminderung des bei der motorischen Verbrennung entstehenden Treibhausgases CO2 sowie der Schadstoffemissionen ein wichtiges Ziel ein. Dies sind zum Beispiel Stickoxide (NOx), Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (uHC) und Ruß, die erheblich zur städtischen und regionalen Luftverschmutzung beitragen. Zur Realisierung von hohen Wirkungsgraden bei gleichzeitig niedrigen Schadstoffemissionen untersucht die FOR2401 die zukunftsträchtige Niedertemperaturverbrennung (NTV). Die NTV kann sowohl auf Ottomotoren (Gasoline Controlled Auto Ignition, GCAI) als auch auf Dieselmotoren (Premiexed Charge Compression Igniton) angewendet werden und zeichnet sich als ein Brennverfahren aus, welches das Potential bietet, bereits innermotorisch die Emissionen deutlich zu reduzieren. Die Komplexität der Prozessführung ist einer der wesentlichen Gründe, welcher die technische Anwendung der NTV aktuell verhindert. Der Ablauf der NTV wird maßgeblich von lokalen thermodynamischen Zuständen und strömungsmechanischen Effekten bestimmt. Die Zeitskalen der hierbei auftretenden Abläufe sind kleiner als die des Verbrennungszyklus und können deshalb nicht mit einer dem Stand der Forschung entsprechenden zyklusbasierten Regelung beeinflusst werden. Um eine hinsichtlich Stabilität, Wirkungsgrad und Schadstoffemissionen verbesserte Prozessführung zu ermöglichen, werden im Rahmen der Forschergruppe Multiskalenregelungskonzepte untersucht, welche Neuland darstellen. Zur erfolgreichen Realisierung der Multiskalenregelung müssen grundlegende Forschungsfragen aus den Disziplinen Chemie, Verbrennungstechnik, Motorenforschung, Regelungstechnik und Numerik geklärt werden. Aus diesem Grund setzt die Forschergruppe auf einen stark vernetzten, interdisziplinären Ansatz. Innerhalb der FOR2401 soll ein detailliertes physikalisch-chemisches Prozessverständnis der NTV und der zugehörigen Beeinflussungsmöglichkeiten entwickelt werden, wodurch eine Beschreibung in Form von mathematischen Modellen ermöglicht wird. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden maßgeschneiderte regelungstechnische Methoden entwickelt, die auf Echtzeitoptimierung basieren und die Kontrolle auf einer kleineren als der aktuell möglichen Zeitskala erlauben. Die Forschung erfolgt im engen Schulterschluss zwischen Natur- und Ingenieurswissenschaftler/innen der Universität Bielefeld, der Universität Freiburg und der RWTH Aachen University.
Das Schwerpunktprogramm 'Polymer-basierte Batterien' (SPP 2248) widmet sich Batterien auf Polymerbasis, bei denen (organische) redoxaktive Polymere als aktive Materialien für die jeweilige Kathode oder Anode verwendet werden. Bei 'all-polymer'-Batterien basieren beide Elektroden auf Polymermaterialien. Diese Batterien sind interessante Systeme aufgrund ihrer vielversprechenden Eigenschaften, zu denen schnelles Laden, die Möglichkeit zur Herstellung flexibler Elektroden, die Abwesenheit von Schwermetallen sowie der geringe Energiebedarf für die Materialsynthese und die Herstellung von Batterien gehören. Die wissenschaftlichen Projekte befassen sich mit der Modellierung zur Identifizierung vielversprechender neuer Materialien, dem Verständnis der auftretenden (Redox-) Prozesse sowie möglicher Nebenreaktionen, dem Design und der Synthese redoxaktiver Polymere, der Entwicklung neuartiger Elektrolyte sowie der detaillierte Charakterisierung (auch in situ und in Operando-Techniken). Die zentralen Aktivitäten des Schwerpunktprogramms, die in diesem Projekt behandelt werden, fördern den wissenschaftlichen Austausch zwischen allen Projekten und Teilnehmern des SPP, beispielsweise bei verschiedenen Netzwerkveranstaltungen des Schwerpunktprogramms. Ein wichtiges Ziel des Schwerpunktprogramms ist auch die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, insbesondere von Wissenschaftlerinnen. Daher werden Doktoranden sowie die jungen PIs, die bereits an Projekten der SPP beteiligt sind, durch Anschubfinanzierungs- und Mentoringprogramme unterstützt. Dieses Projekt wird auch genutzt, um die (internationale) Sichtbarkeit des Schwerpunktprogramms zu fördern. Darüber hinaus werden in diesem zentralen Projekt Standardmaterialien und -elektroden bereitgestellt, die sowohl für Charakterisierungsprojekte als auch für Benchmark-Systeme verwendet werden.
Das Arbeitsgebiet Heizungs-, Kälte- und Klimatechnik umfaßt neben den meteorologischen, energietechnischen, energiewirtschaftlichen und umweltschutztechnischen Grundlagen die Behaglichkeitskriterien, Wärme- und Kälteerzeugung und Verteilung, Systeme der Luftführung, Luftbehandlung sowie die Raumströmung, Betriebsbedingungen bei verschiedenen Nutzungs- und Einsatzarten sowie Möglichkeiten zur Reduzierung des Energieaufwandes durch Wirkungsgradverbesserung, Nutzung von Umgebungswärme und Wärmerückgewinnung aus Abluft und Abwasser. Schwerpunkte sind Wärmepumpen (zur Nutzung von Abwärme und freier Umgebungsenergie) und die Nutzung der Sonnenenergie (passiv und aktiv, zur Teil- und Vollheizung) etc.
Vor dem Hintergrund von Klimaschutz und steigenden Energiepreisen gewinnt die Energieeinsparung in Mietwohngebäuden immer mehr an Bedeutung. Da ein Fehlen von energetischen Differenzierungsmerkmalen im Mietspiegel einerseits den Markt nicht ausreichend abbildet und andererseits als Hemmnis für Investitionen in energetische Modernisierung wirken kann, sollen in dem Projekt Handlungsempfehlungen zur verstärkten Nutzung von energetischen Differenzierungsmerkmalen in Mietspiegeln erarbeitet werden. Ausgangslage: Das Thema Energieeinsparung in Gebäuden gerät zunehmend in den Fokus der Politik. In Mietwohngebäuden besteht das Dilemma, dass für die Investitionen in energetische Modernisierungen die Vermieter aufkommen müssen, den Nutzen aber die Mieter in Form von geringen Nebenkosten haben. Wird die Vergleichsmiete im Mietspiegel nicht von der energetischen Gebäudequalität beeinflusst, besteht für den Vermieter nach einer energetischen Modernisierung lediglich die Möglichkeit einer Mieterhöhung nach Paragraph 559 BGB um 11Prozent der Modernisierungskosten pro Jahr. Unter gewissen Rahmenbedingungen wird die Refinanzierung der energetischen Modernisierung hierüber nicht erreicht. Da ein Fehlen von energetischen Differenzierungsmerkmalen im Mietspiegel einerseits den Markt nicht ausreichend abbildet und andererseits als Hemmnis für Investitionen wirkt, wird in zahlreichen Städten das Thema diskutiert bzw. wurden bereits in einer Reihe von Städten energetische Differenzierungsmerkmale bei der Mietspiegelerstellung berücksichtigt wie zum Beispiel im Darmstädter Mietspiegel. Zielsetzung: Ziel des Forschungsprojektes ist es, Handlungsempfehlungen für Kommunalverwaltungen, Verbände und Politik zur verstärkten Nutzung von energetischen Differenzierungsmerkmalen in Mietspiegeln zu geben. Dabei werden verschiedene Verfahren mit unterschiedlichem Differenzierungsniveau betrachtet und diskutiert.
Die ubiquitäre Kontamination der Umwelt durch Mikroplastik (MP), die damit verbundenen potenziellen Risiken für Ökosysteme und letztendlich für unsere Gesundheit ist in letzter Zeit sehr stark in den Blickpunkt des öffentlichen und wissenschaftlichen Interesses gerückt. Das junge Forschungsfeld MP hat sich bis dato vorwiegend auf die Entwicklung geeigneter Monitoringverfahren, auf die quantitative Abschätzung der Kontamination der Umwelt, auf die Identifikation relevanter Eintragspfade und auf erste Eintragsminimierungsansätze beschränkt. Ökotoxikologische Fragestellungen wurden zumeist mit Hilfe fabrikneuer Kunststoffe untersucht. Bei all diesen Ansätzen fehlte jedoch bislang ein fundamentales Verständnis von den physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen, denen MP in der Umwelt unterworfen ist. Die wissenschaftliche Komplexität der Thematik MP erfordert für ein ebensolches Verständnis jedoch einen interdisziplinären Ansatz, der die traditionellen Fachgrenzen überbrückt. Das Ziel dieser SFB-Initiative ist es daher - ausgehend von Modellsystemen für Kunststoffe, Organismen und Umweltkompartimente - ein grundlegendes Verständnis jener Prozesse und Mechanismen zu erlangen, die in Abhängigkeit von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Kunststoffe (A) die biologische Effekte von MP in limnischen und terrestrischen Ökosystemen bedingen, (B) die Migrationsbewegungen der MP-Partikel in und zwischen Umweltkompartimenten beeinflussen sowie (C) die Bildung von MP ausgehend von makroskopischen Kunststoffen verursachen. Diese Erkenntnisse werden erstmals eine wissenschaftlich fundierte Grundlage für die Bewertung der Umweltrisiken von MP existierender Massenkunststoffe bieten. Darauf aufbauend sollen - bereits in der ersten Antragsphase beginnend - neue umweltfreundliche Kunststoffe im Sinne einer nachhaltigen Polymerchemie entwickelt und anhand von Modellsystemen verifiziert werden. Diese neuen Kunststoffe werden unter anderem schnellere Abbauprozesse durch die Applikation von Beschleunigern und strukturellen Modifikationen aufweisen und werden zur Vermeidung bzw. Reduzierung von MP beitragen. Aufgrund der gewonnenen umfassenden Erkenntnisse aus Phase I sollen zudem auf längere Sicht (Phase II und III) Kunststoffe gezielt so modifiziert werden, dass sie aufgrund ihrer neuen Eigenschaften keine schädigenden Effekte auf Organismen und auf die Umwelt insgesamt mehr aufweisen. Die Komplexität der untersuchten Modellsysteme soll im Verlauf des SFB 1357 gesteigert werden, um eine möglichst hohe Relevanz in Bezug auf reale Ökosysteme zu erreichen.
Die synthetische Materialchemie steht vor enormen Herausforderungen: Die Energiewende erfordert völlig neue Materialien mit herausragenden Eigenschaften - effektive Fotokatalysatoren für die solargetriebene Wasserstoffentwicklung, effiziente Energiespeichermaterialien, Materialien für Energiekonversion und vieles mehr. Auf der anderen Seite besteht die zwingende Notwendigkeit des ressourcenschonenden Einsatzes von Rohstoffen und Energie durch effizientere Herstellung bekannter und bereits verwendeter Materialien. Hier müssen nachhaltige chemische Prozesse erdacht und entwickelt werden, die bei niedrigerer Temperatur ablaufen, höhere Reinheit und Ausbeute ermöglichen und weniger Abfall produzieren. Eine Erfolg versprechende Option hierfür ist die Nutzung von ionischen Flüssigkeiten (engl. Ionic Liquids, ILs) - organische Salze, die bereits unterhalb 100 Grad Celsius, oftmals sogar bei Raumtemperatur, als hoch polare Flüssigkeiten vorliegen. Die einzigartigen Eigenschaften dieser neuartigen 'Designer-Lösungsmittel' lassen sich durch vielfältige Variation ihrer chemischen Zusammensetzung an das jeweilige Synthesesystem adaptieren. Vielversprechende erste Forschungsergebnisse zeigen, dass unter Nutzung von ILs anorganische Materialien (Metalle, Legierungen, Halbleiter, Hartstoffe, Funktionswerkstoffe etc.) unter Umgebungsbedingungen hergestellt werden können. Dadurch lassen sich Energieeinsatz und technischer Aufwand im Vergleich zu den bisher notwendigen Hochtemperaturprozessen, wie Schmelzreaktionen, Solvothermalsynthesen oder Gasphasenabscheidungen, enorm reduzieren. Zugleich werden chemische Materialsynthesen besser steuerbar, was ebenfalls die Energie- und Rohstoffeffizienz erhöht. Unabhängig davon eröffnen Synthesen in ILs die Möglichkeit, auch völlig neue Niedertemperaturverbindungen mit noch unbekannten chemischen und physikalischen Eigenschaften erstmalig zugänglich zu machen. Tatsächlich lassen sich in diesem frühen Stadium der Forschung noch längst nicht alle wissenschaftlichen, ökonomischen und ökologischen Implikationen abschätzen. Somit sind die Ziele des Schwerpunktprogramms: (1) Etablierung IL-basierter ressourceneffizienter Synthesen für bekannte Funktionsmaterialien, (2) Entdeckung neuartiger, auch unorthodoxer Funktionsmaterialien, die nur durch die Synthesen nahe Raumtemperatur in ILs zugänglich sind, (3) Verständnis der Prinzipien von Auflösung, Reaktion und Abscheidung anorganischer Feststoffe in ILs.
Große Potentiale für Effizienzsteigerung der Wärmeversorgung: 9. ENERGIEFORUM Sachsen-Anhalt war voller Erfolg für SHK Fachverband, LENA und über 30 Aussteller aus dem gesamten Bundesgebiet In Sachsen-Anhalt gibt es mehr als 530.000 messpflichtige Heiz- und Wärmeerzeugungsanlagen, von denen 25 Prozent älter als 27 Jahre und 50 Prozent älter als 18 Jahre sind. Da veraltete Anlagen nicht energieeffizient arbeiten, unnötig hohe Energiekosten verursachen und die Umwelt mit zusätzlichen CO 2 -Emissionen belasten, wird großer Handlungsbedarf gesehen. Die ambitionierten Energieeffizienz- und Klimaschutzziele können allerdings nur gemeinsam erreicht werden. „Innovationen für die Wärmewende“ über dieses Thema diskutierten rund 100 Fach- und Führungskräfte des Sanitär-, Heizungs- und Klimahandwerks aus ganz Sachsen-Anhalt sowie renommierte Referenten und Aussteller aus dem gesamten Bundesgebiet auf dem zweitägigen 9. ENERGIEFORUM Sachsen-Anhalt in Halle (Saale). Organisiert wurde das Forum vom Fachverband Sanitär, Heizung, Klima Sachsen-Anhalt (SHK) gemeinsam mit der Landesenergieagentur Sachsen-Anhalt GmbH (LENA). Nach der Begrüßung durch den SHK-Geschäftsführer Dr. Hans-Michael Dimanski ging der Staatssekretär im Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Energie, Klaus Rehda, in seinem Grußwort auf das langfristige Ziel der Landesregierung ein, „eine Energieversorgung zu schaffen, die wirtschaftlich ist, eine hohe Versorgungssicherheit bietet und dabei den Umweltschutz berücksichtigt.“ Um dieses Ziel zu erreichen, unterstützt das Land Sachsen-Anhalt Unternehmen bei der Umsetzung von Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz und der Nutzung erneuerbarer Energien mit dem Förderprogramm „Sachsen-Anhalt ENERGIE“. „Es handelt sich dabei um ein breit angelegtes Förderprogramm, sodass wir auch zur Umstellung der Heizungs- und Wärmetechnik viele Anfragen erhalten“, betonte Staatssekretär Klaus Rehda. Über 170 Anträge seien bisher eingereicht und etwa 70 davon mit einer Fördersumme von ca. 5 Millionen Euro genehmigt worden. „Es befinden sich noch rund 30 Millionen Euro im Fördertopf. Somit besteht noch viel Spielraum für weitere Anträge“, so Rehda. Die Einspar- und Effizienzpotenziale griff auch LENA-Prokurist Dirk Trappe in seinem Einführungsvortrag zum Thema Energieeffizienz auf. „Bezogen auf den Sektor Wärme/ Brennstoffe beträgt das Gesamtpotenzial 17 Prozent gegenüber 2015, wobei die größten Potenziale bei Gebäuden und Heizungen liegen“, stellte Trappe fest. „Der Endenergieverbrauch kann durch die Realisierung der Einspar- und Effizienzpotenziale in allen Sektoren deutlich gesenkt werden. Im Mittelpunkt der zweitägigen Fachtagung stand auch das Thema Effizienz bei Heizanlagen. Rund 30 namhafte Partner aus der Industrie bereicherten die Tagung mit der Präsentation ihrer aktuellen und innovativen Produkte wie Heizungen, Pumpen, Werkzeuge und Messtechnik im Rahmen einer anregenden Begleitausstellung und sorgten damit für einen regen Austausch und aufschlussreiche Gespräche an ihren Ständen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 165 |
| Land | 3 |
| Weitere | 1 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 55 |
| Zivilgesellschaft | 9 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 160 |
| Text | 5 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 7 |
| Offen | 160 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 152 |
| Englisch | 52 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 1 |
| Dokument | 4 |
| Keine | 86 |
| Webseite | 77 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 107 |
| Lebewesen und Lebensräume | 110 |
| Luft | 55 |
| Mensch und Umwelt | 162 |
| Wasser | 59 |
| Weitere | 167 |