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SolidSafe - Solid State Battery Safety Testing

Das Projekt "SolidSafe - Solid State Battery Safety Testing" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren durchgeführt. Im Teilprojekt des Forschungszentrum Jülich sollen oxid-basierte Festkörperbatterien hergestellt werden. Nach Sicherheitstest werden Post-mortem Untersuchungen an oxid- und Sulfid basierten Zellen der Partner mit modernster 2D Li-Diagnostik basierend auf Ionenstrahl-Techniken durchgeführt, um die Degradationsmechanismen zu untersuchen.

Teilvorhaben J

Das Projekt "Teilvorhaben J" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SunFire GmbH durchgeführt. Im Vorhaben SOC-Degradation 2.0 werden grundlegende wissenschaftliche Fragestellungen zu Degradationsphänomenen in SOC-Stacks und SOC-Systemen analysiert und beantwortet. Die innovative Hochtemperatur-Technologie mit dessen Schlüsselinstrument der Festoxidzelle (SOEC, Solid Oxide Electrolysis Cell, bzw. SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) bietet einen vielversprechenden Ansatz zur Erzeugung von Grünem Wasserstoff bzw. zur Erzeugung von Strom und Wärme in Kraft-Wärme-Anlagen. Im Rahmen dieses Projektes werden mechanische und elektrochemische Themen gemeinsam mit industriellen Partnern sowie Forschungseinrichtungen und Universitäten bearbeitet. Sunfire ist für die Bereitstellung von Materialien, wie Zellen, Bipolarplatten und Stacks zuständig, welche für experimentelle Untersuchungen der Partner herangezogen werden. Darüber hinaus ist eine enge Zusammenarbeit mit den Partnern der Versuchsplanung vorgesehen. Gleichzeitgig unter-stützt Sunfire die Ergebnisauswertungen. Ziel des Teilvorhabens ist die Gewinnung neuer Erkennt-nisse zur Lebensdauer und Robustheit kritischer Systemkomponenten. Die experimentellen Unter-suchungen sollen die Grundlage für die Erhöhung der Sicherheit und Aussagen zur Lebensdauer von Zellen und Stacks liefern und damit den Grundstein für eine wissensbasierte Gewährleistung der SOC-Technologie­Produkte. Auf diese Weise ist ein wichtiger Grundbaustein zur Realisierung des zukünftigen Markthochlaufes der innovativen Hochtemperaturtechnologie geschaffen.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal - CUTEC Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum durchgeführt. Arbeitsziele des Projektes sind (1) Konstruktion, Installation und Untersuchung von modular austausch- und erweiterbaren Tauchmodulen (2) weitergehende Materialentwicklung und -optimierung zur Minimierung von Kosten und Materialverbrauch für Membran-Elektrodeneinheiten, (3) Entwicklung von selektionsfördernden online-Steuerungsmechanismen zur Selektion elektroaktiver Mikroorganismen, (4) Entwicklung des 'Harvesters' mit integrierter Zellen-Zustandsanalyse und Zellensteuerung, (5) Integration einer bio-elektrochemischen Stickstoffelimination in die Biobrennstoffzelle (6) Durchführung von Langzeituntersuchungen (7) Ermittlung und Bewertung von Leistungs- und Auslegungsdaten zur CSB- und Stickstoffelimination (8) Ermittlung und Bewertung von Wirtschaftlichkeitsdaten. Diese Aufgaben werden im interdisziplinären Verbund aller Projektpartner gelöst. Ein weiteres Arbeitsziel mit gesellschaftlicher Relevanz ist die Untersuchung und Bewertung der Mikroschadstoffelimination. Im beantragten Vorhaben werden deshalb einige Messkampagnen zur Mikroschadstoffelimination während der Demonstrationsphase berücksichtigt.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie durchgeführt. Arbeitsziele des Projektes sind (1) Konstruktion, Installation und Untersuchung von modular austausch- und erweiterbaren Tauchmodulen (2) weitergehende Materialentwicklung und -optimierung zur Minimierung von Kosten und Materialverbrauch für Membran-Elektrodeneinheiten, (3) Entwicklung von selektionsfördernden online-Steuerungsmechanismen zur Selektion elektroaktiver Mikroorganismen, (4) Entwicklung des 'Harvesters' mit integrierter Zellen-Zustandsanalyse und Zellensteuerung, (5) Integration einer bio-elektrochemischen Stickstoffelimination in die Biobrennstoffzelle (6) Durchführung von Langzeituntersuchungen (7) Ermittlung und Bewertung von Leistungs- und Auslegungsdaten zur CSB- und Stickstoffelimination (8) Ermittlung und Bewertung von Wirtschaftlichkeitsdaten. Diese Aufgaben werden im interdisziplinären Verbund aller Projektpartner gelöst. Ein weiteres Arbeitsziel mit gesellschaftlicher Relevanz ist die Untersuchung und Bewertung der Mikroschadstoffelimination. Im beantragten Vorhaben werden deshalb einige Messkampagnen zur Mikroschadstoffelimination während der Demonstrationsphase berücksichtigt.

Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umwelttechnik und Anlagenbau GmbH Plauen durchgeführt. Arbeitsziele des Projektes sind (1) Konstruktion, Installation und Untersuchung von modular austausch- und erweiterbaren Tauchmodulen (2) weitergehende Materialentwicklung und -optimierung zur Minimierung von Kosten und Materialverbrauch für Membran-Elektrodeneinheiten, (3) Entwicklung von selektionsfördernden online-Steuerungsmechanismen zur Selektion elektroaktiver Mikroorganismen, (4) Entwicklung des 'Harvesters' mit integrierter Zellen-Zustandsanalyse und Zellensteuerung, (5) Integration einer bio-elektrochemischen Stickstoffelimination in die Biobrennstoffzelle (6) Durchführung von Langzeituntersuchungen (7) Ermittlung und Bewertung von Leistungs- und Auslegungsdaten zur CSB- und Stickstoffelimination (8) Ermittlung und Bewertung von Wirtschaftlichkeitsdaten. Diese Aufgaben werden im interdisziplinären Verbund aller Projektpartner gelöst. Ein weiteres Arbeitsziel mit gesellschaftlicher Relevanz ist die Untersuchung und Bewertung der Mikroschadstoffelimination. Im beantragten Vorhaben werden deshalb einige Messkampagnen zur Mikroschadstoffelimination während der Demonstrationsphase berücksichtigt.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), Lehrstuhl für Wasserchemie und Wassertechnologie durchgeführt. Arbeitsziele des Projektes sind (1) Konstruktion, Installation und Untersuchung von modular austausch- und erweiterbaren Tauchmodulen, (2) weitergehende Materialentwicklung und -optimierung zur Minimierung von Kosten und Materialverbrauch für Membran-Elektrodeneinheiten, (3) Entwicklung von selektionsfördernden online-Steuerungsmechanismen zur Selektion elektroaktiver Mikroorganismen, (4) Entwicklung des 'Harvesters' mit integrierter Zellen-Zustandsanalyse und Zellensteuerung, (5) Integration einer bio-elektrochemischen Stickstoffelimination in die Biobrennstoffzelle, (6) Durchführung von Langzeituntersuchungen, (7) Ermittlung und Bewertung von Leistungs- und Auslegungsdaten zur CSB- und Stickstoffelimination, (8) Ermittlung und Bewertung von Wirtschaftlichkeitsdaten. Diese Aufgaben werden im interdisziplinären Verbund aller Projektpartner gelöst. Ein weiteres Arbeitsziel mit gesellschaftlicher Relevanz ist die Untersuchung und Bewertung der Mikroschadstoffelimination. Im beantragten Vorhaben werden deshalb einige Messkampagnen zur Mikroschadstoffelimination während der Demonstrationsphase berücksichtigt.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Common-Link AG durchgeführt. Arbeitsziele des Projektes sind (1) Konstruktion, Installation und Untersuchung von modular austausch- und erweiterbaren Tauchmodulen (2) weitergehende Materialentwicklung und -optimierung zur Minimierung von Kosten und Materialverbrauch für Membran-Elektrodeneinheiten, (3) Entwicklung von selektionsfördernden online-Steuerungsmechanismen zur Selektion elektroaktiver Mikroorganismen, (4) Entwicklung des 'Harvesters' mit integrierter Zellen-Zustandsanalyse und Zellensteuerung, (5) Integration einer bio-elektrochemischen Stickstoffelimination in die Biobrennstoffzelle (6) Durchführung von Langzeituntersuchungen (7) Ermittlung und Bewertung von Leistungs- und Auslegungsdaten zur CSB- und Stickstoffelimination (8) Ermittlung und Bewertung von Wirtschaftlichkeitsdaten. Diese Aufgaben werden im interdisziplinären Verbund aller Projektpartner gelöst. Ein weiteres Arbeitsziel mit gesellschaftlicher Relevanz ist die Untersuchung und Bewertung der Mikroschadstoffelimination. Im beantragten Vorhaben werden deshalb einige Messkampagnen zur Mikroschadstoffelimination während der Demonstrationsphase berücksichtigt.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eisenhuth GmbH & Co. KG durchgeführt. Arbeitsziele des Projektes sind (1) Konstruktion, Installation und Untersuchung von modular austausch- und erweiterbaren Tauchmodulen (2) weitergehende Materialentwicklung und -optimierung zur Minimierung von Kosten und Materialverbrauch für Membran-Elektrodeneinheiten, (3) Entwicklung von selektionsfördernden online-Steuerungsmechanismen zur Selektion elektroaktiver Mikroorganismen, (4) Entwicklung des 'Harvesters' mit integrierter Zellen-Zustandsanalyse und Zellensteuerung, (5) Integration einer bio-elektrochemischen Stickstoffelimination in die Biobrennstoffzelle (6) Durchführung von Langzeituntersuchungen (7) Ermittlung und Bewertung von Leistungs- und Auslegungsdaten zur CSB- und Stickstoffelimination (8) Ermittlung und Bewertung von Wirtschaftlichkeitsdaten. Diese Aufgaben werden im interdisziplinären Verbund aller Projektpartner gelöst. Ein weiteres Arbeitsziel mit gesellschaftlicher Relevanz ist die Untersuchung und Bewertung der Mikroschadstoffelimination. Im beantragten Vorhaben werden deshalb einige Messkampagnen zur Mikroschadstoffelimination während der Demonstrationsphase berücksichtigt.

Teilprojekt 7

Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eurawasser Betriebsführungsgesellschaft mbH durchgeführt. Arbeitsziele des Projektes sind (1) Konstruktion, Installation und Untersuchung von modular austausch- und erweiterbaren Tauchmodulen (2) weitergehende Materialentwicklung und -optimierung zur Minimierung von Kosten und Materialverbrauch für Membran-Elektrodeneinheiten, (3) Entwicklung von selektionsfördernden online-Steuerungsmechanismen zur Selektion elektroaktiver Mikroorganismen, (4) Entwicklung des 'Harvesters' mit integrierter Zellen-Zustandsanalyse und Zellensteuerung, (5) Integration einer bio-elektrochemischen Stickstoffelimination in die Biobrennstoffzelle (6) Durchführung von Langzeituntersuchungen (7) Ermittlung und Bewertung von Leistungs- und Auslegungsdaten zur CSB- und Stickstoffelimination (8) Ermittlung und Bewertung von Wirtschaftlichkeitsdaten. Diese Aufgaben werden im interdisziplinären Verbund aller Projektpartner gelöst. Ein weiteres Arbeitsziel mit gesellschaftlicher Relevanz ist die Untersuchung und Bewertung der Mikroschadstoffelimination. Im beantragten Vorhaben werden deshalb einige Messkampagnen zur Mikroschadstoffelimination während der Demonstrationsphase berücksichtigt.

Transport- und Mischprozesse an Flussmündungen

Das Projekt "Transport- und Mischprozesse an Flussmündungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Flussmündungen, d.h. Orte an denen sich zwei Fließgewässer vereinigen, stellen fundamentale Komponenten natürlicher Gewässernetze dar. Die unterschiedliche Topographie, Geologie, Bodeneigenschaften und Landnutzung in den entsprechenden kleinskaligeren Einzugsgebieten führt dazu, dass die entsprechenden Fließgewässer bestimmte konservativen Eigenschaftenaufweisen und z.T. unterschiedliche Materialien transportieren. Kommt es zum Zusammenschluss zweier Fließgewässer, werden die unterschiedlichen Eigenschaften als auch die transportierten Materialien zusammengeführt und es kommt zu Durchmischungsprozessen. Obwohl die fluvialen dynamischen Prozesse an Flussmündungenin den letzten Jahrzehnten eingehend untersucht worden sind, fand die Untersuchung des Einflusses von Mündungen auf die Durchmischung konservativer Tracer, Schwebstoffen, und Sohlenmaterial bis heute nur wenig Beachtung. Aufgrund dieser Tatsache besteht in diesem Themengebiet noch erheblicher Forschungsbedarf. Das Ziel des Projektes besteht deshalb in der Verbesserung des Wissenstands im Hinblick auf laterale Mischungsprozesse und Mischungsprozesse direkt unterhalb von Flussmündungen durch die Kombination von Feldexperimenten und numerischer Modellierung. Die Feldmessungendienen zur Untersuchung der Mischungsprozesse unter semi-kontrollierten Bedingungen und um den Einfluss hydrologischer als auch morphologischer Variabilität zu bestimmen. Sie werden durch 3D-numerische Modellierungen komplettiert, die auf fundamentalen physikalischen Prinzipien von Strömungen und Massentransport basieren.In den entsprechenden Untersuchungen werden die Mischungs- und Transportprozesse unter Berücksichtigung der kontrollierenden Faktoren direkt bestimmt, um den Einfluss stromabwärts gerichteter vertikaler Zellen und turbulenter kohärenter Strukturen besser zu verstehen. Die erhaltenen Datensätze ermöglichen die Entwicklung quantitativer Modelle zur Beschreibung der Entstehungsmechanismen solcher Zellen und die Interaktion der Zellen mit großskaliger Sohlenmorphologie. Dies beinhaltet den Effekt von Sohlenunregelmäßigkeiten auf die stromabwärtsgerichteten vertikalen Zellen. Die Effekte der Sohlrauheit und der räumlichen Heterogenität in der Druckverteilung werden durch zusätzliche numerische Modellierungen ebenfalls untersucht. Hierzu werden die experimentellen Ergebnisse (Mischungsraten) direkt mit konventionellen hydrodynamischen Parametern wie die turbulente Wirbelviskosität und gemittelten Strömungsparametern verknüpft. Die Felduntersuchungen werden an drei Flüssen durchgeführt, der internationalen Feldmessstation Tagliamento, Italien, und den Zusammenflüssen der Flüsse Ledra und Oder-Neisse. Hochauflösende numerische Modellierungen werden den Bereich und die Auflösung des Parameterraums erweitern und zu vertieften Einblicken in Mischungs- und Transportprozesse führen, die wiederum zur Weiterentwicklung von Theorien im Hinblick auf fluviale Prozesse genutzt werden.

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