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Effektive und verlustarme Wärmespeicher- und Wärmepumpen auf Basis neuartiger Zeolithe für die Nutzung industrieller Restwärme, Teilvorhaben: Entwurf, Test und Bau des Zeolith-Wärmespeichers

In dem zu beantragenden Projekt 'ZeoHeat - Effektive und verlustarme Wärmespeicher- und Wärmepumpen auf Basis neuartiger Zeolithe für die Nutzung industrieller Restwärme' geht es um die Entwicklung neuer Speichermaterialien und deren Einsatz in verlustarmen Wärmespeichern für die Nutzung industrieller Restwärme. Die Entwicklung der Speichermaterialien soll vom Labormaßstab ausgehend durch die Aufscalierung der Synthese- und Formgebungsprozesse bis in den industriellen Maßstab untersucht werden. Die Konstellation des Projektes ermöglicht es, die Eignung der Materialien sowohl für offene als auch für geschlossene Speicher zu untersuchen. Durch die Entwicklung neuartiger Module für geschlossene Wärmespeicher, welche registerartig miteinander kombiniert bzw. geschaltet werden können, soll ein vereinfachter Aufbau eines geschlossenen Wärmespeichers ermöglicht werden. Auf Basis vorhandener Erfahrungen und sowie aus den publizierten und auch persönlich kommunizierten Ergebnissen anderer F&E-Aktivitäten soll ein verbessertes Konzept für einen offenen sorptiven Wärmespeicher realisiert werden. Durch den Einsatz etablierter Fertigungstechnologien, wie sie im Heizkörperbau zum Einsatz kommen, wird eine Vereinfachung beim Bau geschlossener Wärmespeicher angestrebt (weg vom Spezialgeräte-/ -maschinenbau hin zu Standardtechnologien).

Effektive und verlustarme Wärmespeicher- und Wärmepumpen auf Basis neuartiger Zeolithe für die Nutzung industrieller Restwärme, Teilvorhaben: Ingenieurswissenschaftliche Entwicklung, Fertigung und Erprobung eines mobilen Wärmespeichers

In dem zu beantragenden Projekt 'ZeoHeat - Effektive und verlustarme Wärmespeicher- und Wärmepumpen auf Basis neuartiger Zeolithe für die Nutzung industrieller Restwärme' geht es um die Entwicklung neuer Speichermaterialien und deren Einsatz in verlustarmen Wärmespeichern für die Nutzung industrieller Restwärme. Die Entwicklung der Speichermaterialien soll vom Labormaßstab ausgehend durch die Aufscalierung der Synthese- und Formgebungsprozesse bis in den industriellen Maßstab untersucht werden. Die Konstellation des Projektes ermöglicht es, die Eignung der Materialien sowohl für offene als auch für geschlossene Speicher zu untersuchen. Durch die Entwicklung neuartiger Module für geschlossene Wärmespeicher, welche registerartig miteinander kombiniert bzw. geschaltet werden können, soll ein vereinfachter Aufbau eines geschlossenen Wärmespeichers ermöglicht werden. Auf Basis vorhandener Erfahrungen und sowie aus den publizierten und auch persönlich kommunizierten Ergebnissen anderer F&E-Aktivitäten soll ein verbessertes Konzept für einen offenen sorptiven Wärmespeicher realisiert werden. Durch den Einsatz etablierter Fertigungstechnologien, wie sie im Heizkörperbau zum Einsatz kommen, wird eine Vereinfachung beim Bau geschlossener Wärmespeicher angestrebt (weg vom Spezialgeräte-/ -maschinenbau hin zu Standardtechnologien).

Entwicklung eines energieeffizienten Sorptions-Wäschetrommeltrockners für den gewerblichen und industriellen Einsatz, Teilvorhaben: Energieeffizienter Wäschetrockner auf Basis eines Trocknungsprozesses mit Zeolith basiertem Wärmespeicher

Effektive und verlustarme Wärmespeicher- und Wärmepumpen auf Basis neuartiger Zeolithe für die Nutzung industrieller Restwärme

Effektive und verlustarme Wärmespeicher- und Wärmepumpen auf Basis neuartiger Zeolithe für die Nutzung industrieller Restwärme, Teilvorhaben: Entwicklung, Formgebung und Testung neuartiger Zeolithe für die Nutzung industrieller Restwärme

In dem zu beantragenden Projekt 'ZeoHeat - Effektive und verlustarme Wärmespeicher- und Wärmepumpen auf Basis neuartiger Zeolithe für die Nutzung industrieller Restwärme' geht es um die Entwicklung neuer Speichermaterialien und deren Einsatz in verlustarmen Wärmespeichern für die Nutzung industrieller Restwärme. Die Entwicklung der Speichermaterialien soll vom Labormaßstab ausgehend durch die Aufscalierung der Synthese- und Formgebungsprozesse bis in den industriellen Maßstab untersucht werden. Die Konstellation des Projektes ermöglicht es, die Eignung der Materialien sowohl für offene als auch für geschlossene Speicher zu untersuchen. Durch die Entwicklung neuartiger Module für geschlossene Wärmespeicher, welche registerartig miteinander kombiniert bzw. geschaltet werden können, soll ein vereinfachter Aufbau eines geschlossenen Wärmespeichers ermöglicht werden. Auf Basis vorhandener Erfahrungen und sowie aus den publizierten und auch persönlich kommunizierten Ergebnissen anderer F&E-Aktivitäten soll ein verbessertes Konzept für einen offenen sorptiven Wärmespeicher realisiert werden. Durch den Einsatz etablierter Fertigungstechnologien, wie sie im Heizkörperbau zum Einsatz kommen, wird eine Vereinfachung beim Bau geschlossener Wärmespeicher angestrebt (weg vom Spezialgeräte-/ -maschinenbau hin zu Standardtechnologien).

Helium-Abtrennung mittels anorganischer Membranen, Helios - Helium-Abtrennung mittels anorganischer Membranen

Hybrid 2D Nanomaterial-based Membranes

Sonderabfall und Deponieverfahren

Verwertung und schadlose Beseitigung von Sonderabfaellen durch thermische Verfahren. Betrieb von Labor- und Technikumsanlagen zur Abfallverbrennung mit reinem Sauerstoff. Entwicklung einer zweistufigen Wirbelschichtanlage zur Verbrennung fluidisierbarer Produktionsrueckstaende. Entwicklung und praxisnahe Erprobung von on-line- und in-situ-Sensoren zur Emissionskontrolle von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAH) in Aerosolform. Untersuchungen zum Verhalten von Schadstoffen an Aktivkohlen und Zeolithen bei der trockenen Rauchgasreinigung. Verfestigung von Rueckstaenden aus der Rauchgasreinigung. Pyrolyse von Klaerschlamm und Einsatz des Pyrolysekokses bei der Abwasserreinigung und Behandlung frischer Klaerschlaemme.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm, Teilprojekt: Die Entschlüsselung von Klimadaten mithilfe der Analyse authigener Minerale in den Chew-Bahir-Sedimentkernen: Auf dem Weg zu einer kontinuierlichen halbe Millionen Jahre Klimageschichte aus dem südäthiopischen Rift

Um den Einfluss des Klimas auf die menschliche physische und kulturelle Evolution besser verstehen zu können, hat das Chew Bahir Drilling Project (CBDP), als Teil des Hominin Sites and Paleolakes Drilling Projects, lange Sedimentkerne aus dem Chew Bahir Becken in Süd-Äthiopien abgetäuft und analysiert. Das komplexe, meist Standort-spezifische, Verhältnis zwischen Sedimentzusammensetzung und Klimaparametern erschwert die Entschlüsselung von Paläoklimainformationen aus den Sedimentkernen jedoch. Die Bestimmung und Analyse von geeigneten Klimaproxys, die zudem durchweg vorhanden sind, ist die Grundvoraussetzung für die Rekonstruktion von hochauflösender und kontinuierlicher Klimageschichte. Als wichtigen Beitrag für solch einen Klimadatensatz wird in diesem Projekt die Untersuchung von authigenen Mineralen in den langen Chew Bahir Sedimentkernen vorgeschlagen. In einem hydrologisch geschlossenen System, wie in Chew Bahir, wird die Zusammensetzung der authigenen Tonminerale und Zeolithe wesentlich durch die Hydrochemie des Paläosees kontrolliert, der wiederum auf Schwankungen im Niederschlag/Verdampfungsverhältnis reagiert. In einer Pilotstudie konnte nachgewiesen werden, dass die Chew-Bahir-Mineral-Zusammensetzungen, insbesondere die sehr reichlich vorhandenen Tonminerale, empfindlich auf Variationen der Paläosalinität und Alkalinität reagieren indem sie ihre Kristallstruktur anpassen. Da der ca. 290-m-lange Kompositkern im Wesentlichen aus diesen sensibel reagierenden Tonen besteht, ist das Material gut geeignet um anhand von mineralogischen und geochemischen Analysen kontinuierliche paläohydrochemische und schließlich paläoklimatische Information zu entschlüsseln, insbesondere da andere Proxys nur teilweise erhalten geblieben sind. Für die ersten beiden Jahre des Projekts schlagen wir daher Folgendes vor: (1a) Die Identifikation charakteristischer Mineralgruppen entlang des gesamten Kerns für jeweils feuchte, trockene und hyperaride Phasen; (1b) Die Bestimmung des Grades der authigenen Umwandlung von Tonmineralen und Zeolithen zur Entschlüsselung der damit verbundenen paläohydrochemischen Daten. (2a) Verknüpfung mineralogischer und geochemischer Ergebnisse, um die Verbindungen zwischen der hydroklimatischen Kontrolle, den beteiligten Prozessen und der Bildung der Chew Bahir Proxys zu zeigen; (2b) Direkte Entschlüsselung von Klimainformationen aus den zuvor definierten hydrochemischen Bedingungen und Schwellenwerten. (3) Evaluation der Auswirkungen von verschiedenen Arten von Klimawandel (Dauer, Abruptheit, interne Variabilität) auf den Lebensraum der frühen Menschen zu bewerten. Die Ergebnisse des Projekts werden wichtige Erkenntnisse für unser wachsendes Verständnis der komplexen Bildung von Klimaproxys liefern und es uns somit ermöglichen, robuste Paläoklimadaten aus den 550 kyr Jahre umfassenden Sedimentkernen abzuleiten und damit zu der Überprüfung von Mensch-Umwelt Hypothesen beizutragen.

Entwicklung und Test von Katalysatorgewebepackungen mit krustenartigen Carrierfilmen

Ziel des geplanten Forschungsprojektes ist es, die Ausbildung von zeolithischen Filmen (ZSM-5, ZSM-12, ZSM-22, Faujasite) und Filmen zeolithähnlicher Materialien, wie Silikalit-1, ALPO-5 und MCM 41, auf Gerüstmaterialien (zum Beispiel Gewebepackungen mit Kreuzkanalstruktur) systematisch zu untersuchen und zu testen. Dabei sollen die Charakterisierung, Untersuchungen zur mechanischen, thermischen und chemischen Beanspruchung und zur Belegung mit katalytisch aktiven Komponenten sowie Tests unter reaktiven Bedingungen im Strömungsreaktor durchgeführt werden.

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