Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Solarforschung (SF), Standort Köln durchgeführt. HyCats soll eine skalierbare Technologie für eine wirtschaftliche Herstellung von H2 zur Umsetzung mit CO2 bereitstellen. Durch Zusammenarbeit von Industrie, angewandter Forschung und Grundlagenforschung sollen systematisch neue Photokatalysatoren für die Wasserspaltung und die zugehörige Reaktortechnik entwickelt und erprobt werden. Als Benchmark wird zunächst eine Effizienzsteigerung um den Faktor 2 gegenüber dem Stand der Technik angestrebt. Das Projekt soll die erforderlichen Entwicklungen anstoßen, um bis 2020 eine Netzparität zu erreichen. Synthesen werden im Hochdurchsatzbetrieb mit einem von Zinsser entwickelten Syntheseroboter am LIKAT durchgeführt, die H2-Entwicklung wird direkt am Syntheseroboter gemessen. Auf Basis der Ergebnisse des LIKAT sollen bei HCST Proben unter produktionsanalogen Bedingungen hergestellt werden. LUH wird die Materialien von HCST und LIKAT sowie die Elektroden von ODB unter künstlicher Solarstrahlung und mit monochromatischer Strahlung photochemisch und spektroskopisch charakterisieren. Theoretische Simulationen der UBonn fließen in die Syntheseplanung des LIKAT ein und werden mit Messergebnissen der LUH abgeglichen. Das DLR wird aussichtsreiche Nutzungsmöglichkeiten mit konzentrierter Solarstrahlung testen. ODB wird dünne Schichten aus Proben der Partner herstellen und in einem Teststand für die Bewertung von Elektrodensystemen aufbauen. Die Zellen werden in Feldversuchen dem Sonnenlicht in Langzeitmessungen ausgesetzt.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von H.C. Starck GmbH, Werk Goslar durchgeführt. HyCats soll eine skalierbare Technologie für eine wirtschaftliche Herstellung von H2 zur Umsetzung mit CO2 bereitstellen. Durch Zusammenarbeit von Industrie, angewandter Forschung und Grundlagenforschung sollen systematisch neue Photokatalysatoren für die Wasserspaltung und die zugehörige Reaktortechnik entwickelt und erprobt werden. Als Benchmark wird zunächst eine Effizienzsteigerung um den Faktor 2 gegenüber dem Stand der Technik angestrebt. Das Projekt soll die erforderlichen Entwicklungen anstoßen, um bis 2020 eine Netzparität zu erreichen. Synthesen werden im Hochdurchsatzbetrieb mit einem von Zinsser entwickelten Syntheseroboter am LIKAT durchgeführt, die H2-Entwicklung wird direkt am Syntheseroboter gemessen. Auf Basis der Ergebnisse des LIKAT sollen bei HCST Proben unter produktionsanalogen Bedingungen hergestellt werden. LUH wird die Materialien von HCST und LIKAT sowie die Elektroden von ODB unter künstlicher Solarstrahlung und mit monochromatischer Strahlung photochemisch und spektroskopisch charakterisieren. Theoretische Simulationen der UBonn fließen in die Syntheseplanung des LIKAT ein und werden mit Messergebnissen der LUH abgeglichen. Das DLR wird aussichtsreiche Nutzungsmöglichkeiten mit konzentrierter Solarstrahlung testen. ODB wird dünne Schichten aus Proben der Partner herstellen und in einem Teststand für die Bewertung von Elektrodensystemen aufbauen. Die Zellen werden in Feldversuchen dem Sonnenlicht in Langzeitmessungen ausgesetzt.
Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ODB-Tec GmbH & Co. KG durchgeführt. HyCats soll eine skalierbare Technologie für eine wirtschaftliche Herstellung von H2 zur Umsetzung mit CO2 bereitstellen. Durch Zusammenarbeit von Industrie, angewandter Forschung und Grundlagenforschung sollen systematisch neue Photokatalysatoren für die Wasserspaltung und die zugehörige Reaktortechnik entwickelt und erprobt werden. Als Benchmark wird zunächst eine Effizienzsteigerung um den Faktor 2 gegenüber dem Stand der Technik angestrebt. Das Projekt soll die erforderlichen Entwicklungen anstoßen, um bis 2020 eine Netzparität zu erreichen. Synthesen werden im Hochdurchsatzbetrieb mit einem von Zinsser entwickelten Syntheseroboter am LIKAT durchgeführt, die H2-Entwicklung wird direkt am Syntheseroboter gemessen. Auf Basis der Ergebnisse des LIKAT sollen bei HCST Proben unter produktionsanalogen Bedingungen hergestellt werden. LUH wird die Materialien von HCST und LIKAT sowie die Elektroden von ODB unter künstlicher Solarstrahlung und mit monochromatischer Strahlung photochemisch und spektroskopisch charakterisieren. Theoretische Simulationen der UBonn fließen in die Syntheseplanung des LIKAT ein und werden mit Messergebnissen der LUH abgeglichen. Das DLR wird aussichtsreiche Nutzungsmöglichkeiten mit konzentrierter Solarstrahlung testen. ODB wird dünne Schichten aus Proben der Partner herstellen und in einem Teststand für die Bewertung von Elektrodensystemen aufbauen. Die Zellen werden in Feldversuchen dem Sonnenlicht in Langzeitmessungen ausgesetzt.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. HyCats soll eine skalierbare Technologie für eine wirtschaftliche Herstellung von H2 zur Umsetzung mit CO2 bereitstellen. Durch Zusammenarbeit von Industrie, angewandter Forschung und Grundlagenforschung sollen systematisch neue Photokatalysatoren für die Wasserspaltung und die zugehörige Reaktortechnik entwickelt und erprobt werden. Als Benchmark wird zunächst eine Effizienzsteigerung um den Faktor 2 gegenüber dem Stand der Technik angestrebt. Das Projekt soll die erforderlichen Entwicklungen anstoßen, um bis 2020 eine Netzparität zu erreichen. Synthesen werden im Hochdurchsatzbetrieb mit einem von Zinsser entwickelten Syntheseroboter am LIKAT durchgeführt, die H2-Entwicklung wird direkt am Syntheseroboter gemessen. Auf Basis der Ergebnisse des LIKAT sollen bei HCST Proben unter produktionsanalogen Bedingungen hergestellt werden. LUH wird die Materialien von HCST und LIKAT sowie die Elektroden von ODB unter künstlicher Solarstrahlung und mit monochromatischer Strahlung photochemisch und spektroskopisch charakterisieren. Theoretische Simulationen der UBonn fließen in die Syntheseplanung des LIKAT ein und werden mit Messergebnissen der LUH abgeglichen. Das DLR wird aussichtsreiche Nutzungsmöglichkeiten mit konzentrierter Solarstrahlung testen. ODB wird dünne Schichten aus Proben der Partner herstellen und in einem Teststand für die Bewertung von Elektrodensystemen aufbauen. Die Zellen werden in Feldversuchen dem Sonnenlicht in Langzeitmessungen ausgesetzt.
Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zinsser Analytic GmbH durchgeführt. HyCats soll eine skalierbare Technologie für eine wirtschaftliche Herstellung von H2 zur Umsetzung mit CO2 bereitstellen. Durch Zusammenarbeit von Industrie, angewandter Forschung und Grundlagenforschung sollen systematisch neue Photokatalysatoren für die Wasserspaltung und die zugehörige Reaktortechnik entwickelt und erprobt werden. Als Benchmark wird zunächst eine Effizienzsteigerung um den Faktor 2 gegenüber dem Stand der Technik angestrebt. Das Projekt soll die erforderlichen Entwicklungen anstoßen, um bis 2020 eine Netzparität zu erreichen. Synthesen werden im Hochdurchsatzbetrieb mit einem von Zinsser entwickelten Syntheseroboter am LIKAT durchgeführt, die H2-Entwicklung wird direkt am Syntheseroboter gemessen. Auf Basis der Ergebnisse des LIKAT sollen bei HCST Proben unter produktionsanalogen Bedingungen hergestellt werden. LUH wird die Materialien von HCST und LIKAT sowie die Elektroden von ODB unter künstlicher Solarstrahlung und mit monochromatischer Strahlung photochemisch und spektroskopisch charakterisieren. Theoretische Simulationen der UBonn fließen in die Syntheseplanung des LIKAT ein und werden mit Messergebnissen der LUH abgeglichen. Das DLR wird aussichtsreiche Nutzungsmöglichkeiten mit konzentrierter Solarstrahlung testen. ODB wird dünne Schichten aus Proben der Partner herstellen und in einem Teststand für die Bewertung von Elektrodensystemen aufbauen. Die Zellen werden in Feldversuchen dem Sonnenlicht in Langzeitmessungen ausgesetzt.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Technische Chemie durchgeführt. HyCats soll eine skalierbare Technologie für eine wirtschaftliche Herstellung von H2 zur Umsetzung mit CO2 bereitstellen. Durch Zusammenarbeit von Industrie, angewandter Forschung und Grundlagenforschung sollen systematisch neue Photokatalysatoren für die Wasserspaltung und die zugehörige Reaktortechnik entwickelt und erprobt werden. Als Benchmark wird zunächst eine Effizienzsteigerung um den Faktor 2 gegenüber dem Stand der Technik angestrebt. Das Projekt soll die erforderlichen Entwicklungen anstoßen, um bis 2020 eine Netzparität zu erreichen. Synthesen werden im Hochdurchsatzbetrieb mit einem von Zinsser entwickelten Syntheseroboter am LIKAT durchgeführt, die H2-Entwicklung wird direkt am Syntheseroboter gemessen. Auf Basis der Ergebnisse des LIKAT sollen bei HCST Proben unter produktionsanalogen Bedingungen hergestellt werden. LUH wird die Materialien von HCST und LIKAT sowie die Elektroden von ODB unter künstlicher Solarstrahlung und mit monochromatischer Strahlung photochemisch und spektroskopisch charakterisieren. Theoretische Simulationen der UBonn fließen in die Syntheseplanung des LIKAT ein und werden mit Messergebnissen der LUH abgeglichen. Das DLR wird aussichtsreiche Nutzungsmöglichkeiten mit konzentrierter Solarstrahlung testen. ODB wird dünne Schichten aus Proben der Partner herstellen und in einem Teststand für die Bewertung von Elektrodensystemen aufbauen. Die Zellen werden in Feldversuchen dem Sonnenlicht in Langzeitmessungen ausgesetzt.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CONDIAS GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Mitwirkung an der Entwicklung eines übergreifenden Systems zur Identifizierung, Nachweis und Risikoanalyse gewässerrelevanter, anthropogener Spurenstoffe. Wesentliches Ergebnis ist die Schaffung einer öffentlich zugänglichen Datenbank, die mit ihren Stoffdaten und analytischen Daten die Identifizierung bisher nicht erkannter Spurenstoffe ermöglicht. CONDIAS entwickelt und optimiert ein Verfahren zur effizienten, aber gleichzeitig energiesparenden Elimination von Spurenstoffen in der Abwasserreinigung. Die Charakterisierung dieser potentiellen 4. Klärstufe umfasst neben der Effizienzermittlung auch die Erfassung potentiell ökotoxikologischer Risiken in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern. Eine Evaluierung dieses Verfahrens erfolgt in einem Pilotbetrieb. CONDIAS entwickelt eine elektrochemische Technologie auf Basis von Diamantelektroden für den Einsatz in Kläranlagen als 4. Klärstufe. In diesem Verfahren werden durch elektrochemische Wasserspaltung an den Diamantelektroden extrem reaktive Hydroxylradikale kontrolliert erzeugt, die Wasserinhaltsstoffe unselektiv und schnell oxidieren bzw. eliminieren. Aufgrund der niedrigen Konzentration der Spurenstoffe kommt den Transportmechanismen von Spurenstoffen und Oxidationsmitteln und damit der Hydrodynamik in der Elektrolysezelle eine besondere Bedeutung zu. Neben der Materialentwicklung und -optimierung erarbeitet CONDIAS auch eine angepasste Elektrolysezelle für den Einsatz als 4. Klärstufe.
Das Projekt "IBÖ-02: BvB - Bioelektrische Herstellung von Bernsteinsäure" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuen bioelektrischen Verfahrens zur fermentativen Herstellung von Bernsteinsäure. Der biochemische Prozess wird hierbei mit einem elektrochemischen verknüpft, wobei in einer bioelektrochemischen Zelle kathodenseitig zusätzliche Elektronen für die biochemische Synthese von Bernsteinsäure aus organischen Substraten bereitgestellt werden. Die Ausbeute an Bernsteinsäure soll mit diesem Prozess erhöht und die Bildung oxidierter Nebenprodukte wie Essigsäure minimiert werden. Der aktuelle Kenntnisstand zur bioelektrischen Herstellung von organischen Säuren wird im Rahmen von Literatur- und Patentrecherchen ermittelt. Zur potenziellen Plattformchemikalie Bernsteinsäure wird eine Marktrecherche durchgeführt und das Optimierungspotenzial der fermentativen Produktion mit Hilfe der Elektrobiosynthese herausgearbeitet. Aufbauend auf den Rechercheergebnissen werden eine Fermentationsanlage und eine elektrochemische Zelle im Labormaßstab aufgebaut. Die Laboranlage wird zur Erprobung der bioelektrischen Herstellung von Bernsteinsäure mit dem anaeroben Bakterium Anaerobiospirillum succiniciproducens eingesetzt. Auf der Anodenseite der Zelle werden Elektronen mittels einer elektrolytischen Wasserspaltung freigesetzt. Auf der Kathodenseite wird die fermentative Produktion der Bernsteinsäure aus organischen Substraten durchgeführt, wobei eine Aufnahme der Elektronen durch die Bakterien erfolgen soll. Zur Unterstützung der Elektronenübertragung auf die Bakterien wird zusätzlich der Einsatz von Mediatoren untersucht. Die Ausbeute und das Spektrum der produzierten Säuren werden mit einer konventionellen Fermentation ohne Elektronenzufuhr verglichen. Die Ergebnisse werden einem noch auszuwählenden Expertengremium vorgestellt, um Partner für die weitere Entwicklung des Verfahrens in der Machbarkeitsphase zu gewinnen.
Das Projekt "Science-to-Business Eco2 - Ressourceneffizienz durch stoffliche Nutzung von CO2 und regenerative Erzeugung von Wasserstoff - Entwicklung, Charakterisierung und Testung neuer Katalysatoren für die Wasserspaltung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie, Lehrstuhl für Analytische Chemie - Elektroanalytik und Sensorik durchgeführt. Nordrhein-Westfalen erzeugt mehr als ein Drittel des CO2-Ausstoßes der gesamten Bundesrepublik (2005: 282 Mio. t CO2/a. Dies ist nicht nur im Hinblick auf den Klimawandel problematisch, sondern gefährdet durch die zunehmenden Kosten für CO2-Zertifikate insbesondere die Wettbewerbsfähigkeit des Industriestandortes NRW insgesamt. Deshalb sollen im vorgeschlagenen Verbundprojekt innovative Verfahren zur Nutzung von CO2 als Rohstoff der chemischen Produktion durch einen systematischen Ansatz im Rahmen unseres Science-to-Business-Konzeptes erforscht und entwickelt werden. Es sollen ökologisch und ökonomisch vorteilhafte Prozess-alternativen erschlossen werden, die im Vergleich zu bestehenden Prozessen eine CO2-Minderung erzielen und die Nutzung von CO2 als C1-Baustein für die Synthese von Produkten mit hoher Wertschöpfung eröffnen. Eine besonders nachhaltige Chance bietet hierbei regenerativ erzeugter Wasserstoff als hochenergetischer Reaktionspartner für CO2. Deshalb wird hier die photokatalytische Wasserspaltung in einem Teilprojekt behandelt.
Das Projekt "SGP 1 Grad N Programm: Nanostrukturierte Elektroden für solare Brennstoffzellen: Besondere Methoden für die Bandgapanpassung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Lehrstuhl für Nanotechnologie durchgeführt. Entwicklung der Anwendungsparameter für die 'ALD + SSR' Technik, um nanostrukturierte Photoelektroden mittels ALD zu modifizieren. Es soll die Materialstabilität und damit die Effizienz der Brennstoffzelle erhöht werden. Es soll ein tieferes Verständnis der Dynamik des Ladungsmechanismus entwickelt werden. Wir arbeiten in dem Projekt an neuen Technologien für Energieanwendungen basierend auf solare Wasserspaltung für die Wasserstoffgewinnung. Ein Durchbruch in Wasserstoff-produzierenden Prozessen erfordert eine Robustheit der Elektroden des photokatalytischen Materials. Es werden in dem Projekt kombinierte Experimente durchgeführt, wobei die Untersuchung der nanostrukturierten Elektroden an der NTU und die Modifizierung der Elektroden mittels Atomlagendeposition am IMTEK erfolgt. Am NTU erfolgt die Herstellung des Elektrodenmaterials in Form von Nanodrähte. Diese werden an der NTU in Brennstoffzellen charakterisiert. Diskussion der Ergebnisse mit der IMTEK Gruppe. Strukturelle Charakterisierung und Device Herstellung mittels SEM und Laser-Litho. Es erfolgt eine gemeinsame optische Untersuchung der modifizierten Elektroden für Photoladungsdynamik und Bandstruktur.
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