Das Projekt "FC-CAT - Fuel Cell CFD and though-plane Modelling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Professur für Anwendungsentwicklung durchgeführt. Projektziel ist die Entwicklung von Software zur Strömungssimulation (CFD - computational fluid dynamics) von Brennstoffzellen mit einer Kopplung zu den entscheidenden elektrochemischen Reaktionen auf Kathode und Anode im notwendigen Detaillierungsgrad, der Wärmeerzeugung und dem Wärmetransport und der Flüssigwasserbildung bzw. dem 2-Phasen-Transport. Dabei soll das Modell unterschiedliche Geometrien des Strömungsfelds und unterschiedliche Materialien, insbesondere für die porösen Lagen einer Brennstoffzelle, abbilden. Zusätzlich soll das Modell dynamische Lastzyklen abbilden können. Das IMTEK befasst sich dabei maßgeblich mit der ex-situ Charakterisierung relevanter Materialien für die Brennstoffzellensimulation. Dabei werden unterschiedlichste Methoden angewandt, von Tomographischer Rekonstruktion via FIB-SEM, CT oder TEM bis hin zu Raman-Imaging, um valide Deskriptoren für die Materialeigenschaften zu finden.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Das übergeordnete Ziel von GeneBank2.0 ist es, die Ex-situ-Weizensammlung des IPK in eine aktiv in der Züchtung genutzte Sammlung umzuwandeln, indem ein integrierter Ansatz angewendet wird, der modernste Genomik, Phänomik, Biodiversitätsinformatik und Präzisionszüchtung umfasst. Strategien zur Nutzung genetischer Ressourcen reichen von der Identifikation von Punktmutationen bis hin zu Gameten mit hohem Zuchtwert. Die in den ersten beiden Phasen entwickelten und begonnenen PreBreeding Strategien werden in der dritten Projektphase weitergeführt. Das bezieht sich im Wesentlichen auf die Nutzung wertvoller neuer Allele und Gene für die Merkmale Kornertrag, Antherenextrusion sowie Braunrost-, Gelbrost- und Mehltauresistenz. Wir werden den molekularen Atlas der Weizen-Akzessionen der IPK ex situ Genbank um wilde Verwandte erweitern und zwei Genotypen als Beitrag zu internationalen Initiativen de novo sequenzieren. Unter Nutzung der Macrobot-Plattform sollen neue, in der Züchtung noch nicht verwendete Resistenzloci gegen Mehltau, Gelbrost und Blattrost feinkartiert und validiert werden. Ziel ist es, eine öffentlich zugängliche Bibliothek von Donoren, die Träger seltener, bisher in der Züchtung nicht genutzter Resistenzloci gegen verschiedene Rassen von Mehltau, Gelbrost und Blattrost sind, aufzubauen. Bei der Suche nach neuen Merkmalen liegt der Schwerpunkt auf der genetischen Variation für eine offene Weizenblüte, da dies für die Hybridweizenzüchtung wichtig ist. Weiterhin werden genombasierte Präzisionsvorzuchtprogramme fortgesetzt, um den Nutzen genetischer Ressourcen als Donoren wertvoller Variation für komplex vererbte Merkmale zu belegen. Die umfangreichen Daten werden mit einer speziell angepassten Biodiversitäts-Informatik-Toolbox analysiert und sollen interoperabel mit weiteren internationalen Initiativen im Rahmen eines Informationssystems verfügbar gemacht werden.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz, ZWE FRM II durchgeführt. Die Kommission der Europäischen Union (EU) hat sich mit dem Europäischen Green Deal die ehrgeizigen Aufgaben gestellt, die Reduzierung der Treibhausgasemissionen mit der nachhaltigen Umstellung der europäischen Industrie auf eine klimaneutrale Wirtschaft miteinander verbinden. In diesem Rahmen wurde Wasserstoff als zentral für die Lösung beider Probleme und für die Entwicklung der europäischen Energiesysteme hervorgehoben. Ein besonderes Problem ist das Versagen von Bauteilen aufgrund von Wasserstoffversprödung, das in verschiedenen industriellen Systemen wie z.B. Hochdruck-Wasserstoffspeichern oder Pipelines sowie in Flugzeugbauteilen wie hochfesten Superlegierungen. Um zukünftig ein Versagen kritischer Bauteile zu vermeiden, ist ein tiefgreifendes Verständnis der Mechanismen erforderlich, wie Wasserstoff mit modernen technischen Werkstoffen reagiert. In diesem Projekt bilden VDM Metals International (Legierungsentwickler), MTU Aero Engines (Legierungsanwender), die FAU Erlangen-Nürnberg (Universität) und die TU München mit der Heinz Maier-Leibnitz Forschungs-Neutronenquelle FRM II (Großforschungsanlage) ein Konsortium offenen Fragen zu den Mechanismen anzugehen, welche zur Wasserstoffversprödung führen. Durch die Zusammenarbeit von Forschung und Industrie liegt ein spezieller Fokus auf die wirtschaftliche Umsetzbarkeit der Ergebnisse, um die gesamte Wertschöpfungskette zu optimieren, beginnend von der Materialentwicklung bis hin zur abschließenden Materialanwendung. Um dies zu erreichen, ist ein Hauptziel dieses Projekts die Entwicklung, der Zusammenbau und die Inbetriebnahme von zwei Probenumgebungen für die in- und ex-situ Wasserstoffbeladung im Neutronenstrahl am FRM II.
Das Projekt "FC-CAT - Fuel Cell CFD and though-plane Modelling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AVL Deutschland GmbH durchgeführt. Die ständige Weiterentwicklung neuer Materialien und Fabrikationsprozesse für die Brennstoffzelle erhöhen sukzessive derer Leistungsdichten. Daraus resultieren neue Herausforderungen für den Betrieb der Brennstoffzellensysteme wie beispielsweise dem Wasser- und Wärmemanagement, welche mittels guter Modelle quantifiziert und abgebildet werden können. Neue Materialien, veränderte Schichtstrukturen und neuartige Designmöglichkeiten verursachen grundlegende Änderungen in den Transport- und elektrochemischen Eigenschaften der funktionalen Schichten, welche in diesem Projekt detailliert untersucht werden soll. Daher ist das Projektziel die Analyse und quantitative Beschreibung der funktionalen Schichten mit neuen Materialien durch experimentelle ex-situ und in-situ Charakterisierung, sowie die Entwicklung neuer Modelle (1D, 2D) zur Beschreibung der dynamischen Prozesse in diesen neuen Strukturen/Schichten bzw. die Erweiterung eines bestehenden stationären 3D-Modells für eine verbesserte realitätsnahe Abbildung der stattfindenden Prozesse.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Werkstoffwissenschaften, Lehrstuhl Allgemeine Werkstoffeigenschaften durchgeführt. Die Kommission der Europäischen Union (EU) hat sich mit dem Europäischen Green Deal die ehrgeizigen Aufgaben gestellt, die Reduzierung der Treibhausgasemissionen mit der nachhaltigen Umstellung der europäischen Industrie auf eine klimaneutrale Wirtschaft miteinander verbinden. In diesem Rahmen wurde Wasserstoff als zentral für die Lösung beider Probleme und für die Entwicklung der europäischen Energiesysteme hervorgehoben. Ein besonderes Problem ist das Versagen von Bauteilen aufgrund von Wasserstoffversprödung, das in verschiedenen industriellen Systemen wie z.B. Hochdruck-Wasserstoffspeichern oder Pipelines sowie in Flugzeugbauteilen wie hochfesten Superlegierungen. Um zukünftig ein Versagen kritischer Bauteile zu vermeiden, ist ein tiefgreifendes Verständnis der Mechanismen erforderlich, wie Wasserstoff mit modernen technischen Werkstoffen reagiert. In diesem Projekt bilden VDM Metals International (Legierungsentwickler), MTU Aero Engines (Legierungsanwender), die FAU Erlangen-Nürnberg (Universität) und die TU München mit der Heinz Maier-Leibnitz Forschungs-Neutronenquelle FRM II (Großforschungsanlage) ein Konsortium offenen Fragen zu den Mechanismen anzugehen, welche zur Wasserstoffversprödung führen. Durch die Zusammenarbeit von Forschung und Industrie liegt ein spezieller Fokus auf die wirtschaftliche Umsetzbarkeit der Ergebnisse, um die gesamte Wertschöpfungskette zu optimieren, beginnend von der Materialentwicklung bis hin zur abschließenden Materialanwendung. Um dies zu erreichen, ist ein Hauptziel dieses Projekts die Entwicklung, der Zusammenbau und die Inbetriebnahme von zwei Probenumgebungen für die in- und ex-situ Wasserstoffbeladung im Neutronenstrahl am FRM II.
Das Projekt "Liqufied gas technology to increase efficiency and control of in-situ remediation techniques" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ucon GmbH durchgeführt. General Information: The feasibility of in situ soil remediation techniques is often limited because of their low efficiency, long duration and high financial risks (large variations of time and/or costs estimaties). This project aims at a revival of in situ soil remediation techniques. Liquefied gas will be used to induce crack formation in soils, thus increasing its permeability. Two main goals are identified: development of a gas injection system based on a comprehensive model for predicting the increased permeability analysis of technical and marketing demands for this new technique The feasibility of in situ techniques will strongly improve from a forced increase of soil permeability. This is particularly true for sites under buildings, where ex situ remediation offers no solution. Since 'gas fracturing' is yet available, the project covers the from theory to design and test equipment on a pilot scale. Prime Contractor: Nilieu Meetdienst Innogas B.V.; Gorinchem; Netherlands.
Das Projekt "HCMEA: HC-Membran basierte MEAs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Greenerity GmbH durchgeführt. Das Vorhaben zielt auf die Entwicklung einer HC-Membran-basierten Membran-Elektroden-Einheit für Niedrig-Temperatur-Brennstoffzellen Anwendungen, die von der Leistungsdichte und Degradationsstabilität mindestens auf dem gleichen Niveau wie etablierte Perfluorsulfonsäure-basierte MEAs liegt, idealerweise aber noch bessere Eigenschaften aufweist. Am Ende des Vorhabens soll Greenerity ein Produktmuster auf Basis der HC-Membran von TORAY oder ähnlicher auf dem Markt verfügbarer Materialien zur Markteinführung entwickelt haben. Im Fokus liegen dabei vielfältige Themenkomplexe. Zunächst muss ein Konzept entwickelt werden, das alle Anforderungen an die Funktionalität, wie Leistungsfähigkeit und Dauerstabilität, erfüllt. Dabei ist v.a. die Grenzfläche zwischen Membran und Elektroden entscheidend, die aufgrund der neuartigen Chemie der HC-Membran einer Optimierung bedarf. Weiterhin sind aufwendige Versuche zur Materialevaluierung und zum Verständnis der sog. MEA-Architektur geplant. In einem dritten Arbeitspaket müssen geeignete Produktionskonzepte erarbeitet werden, die den veränderten Materialeigenschaften Rechnung tragen und mit geplanten Volumenprozessen kompatibel sind. Weiterhin müssen Anforderungen an die Hardware identifiziert werden, um einen reibungslosen Betrieb der zu entwickelnden Konzepte zu ermöglichen. Die Palette an möglichen Untersuchungen umfasst dabei sog. in-situ Tests, wie die elektrochemische Testung entsprechender Produktmuster sowie beschleunigte Stresstests, bzw. Dauertests. Dabei kommen international anerkannte Testprotokolle zum Einsatz. Des Weiteren finden geeignete ex-situ Methoden wie konfokale Mikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie zur Untersuchung von Oberflächen und Grenzflächen Einsatz.
Das Projekt "Erhaltung und Nachzucht seltener Baum- und Straucharten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Ziel des Projektes ist die langfristige Sicherung und Erhaltung von Vorkommen seltener Baumarten, sowie die Etablierung neuer/verjüngter Vorkommen an geeigneten Standorten. Zunächst erfolgt die Evaluierung, Auswahl und Beerntung erhaltungswürdiger Bäume aus südwest-deutschen Wald- und Feldvorkommen (insbes. Elsbeere, Speierling, Wildapfel, Wildbirne, Schwarzpappel, Ulme, Walnuss und Eibe; außerdem Straucharten) mit entsprechender Dokumentation. Anschließend erfolgt eine vegetative und generative Weitervermehrung zum Aufbau von Erhaltungs-Klonsammlungen bzw. zum Aufbau von Erhaltungs-Samenplantagen, (ex-situ Generhaltung). Parallel dazu werden o.g. seltene Baumarten vegetativ und generativ mit 1- bis 3-jähriger Kulturzeit nachgezogen und an interessierte bzw. am Evaluierungsprozess beteiligte Forstämter abgegeben (in-situ Generhaltung) und dort langfristig weiterbeobachtet.
Das Projekt "The economics of on-farm conservation of crop diversity in Ethiopia: incentives, attribute preferences and opportunity costs of maintaining local varieties of crops" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Lebensmittel- und Ressourcenökonomik (ILR), Professur Ressourcen- und Umweltökonomik durchgeführt. Water, soil, air and genetic resources are the four major natural resources that society depends upon for food, clothing, shelter, and medicament. The sustainable use and conservation of biological resources is a topical research, conservation and development issue. Ethiopia is among the economically poor countries but still rich in biological diversity. Even though the country has an enormous genetic resource stock, the diversity is dwindling due to technologyinduced incentive forces. Among the different ex situ and in situ options for conserving these resources, conservation on farmers fields has recently received a considerable attention by governments, NGOs and the international community. Many issues regarding its implementation are yet unknown though. Since farmers are the major actors in on-farm conservation, their contribution to crop diversity and the role of diversity to their livelihoods have to be understood. Hence, the principal objectives of the study are to: - examine the farm household related contextual factors motivating farmers to diversify on local varieties; - study farmers variety attribute preferences and examine their demand forlocal varieties; and - quantify the opportunity costs of growing local varieties and analyze thecontextual factors affecting the opportunity costs. To address its objectives, the study uses household survey data from Ethiopia concerning coffee, sorghum and wheat. It examines the above objectives using a variety of microeconomic theories (like the characteristic model, the random utility theory, theory of impure public goods, and the theory of joint production) and econometric techniques (like poisson regression, multinomial logit and switching regression). The results show that local varieties are maintained de facto mainly by poor, subsistent and marginalized farmers with limited access to markets, roads, and extension. Farmers multiple concerns, yield insurance considerations, land heterogeneity, relative importance of sorghum and coffee, and labor endowment have been found to be the most important factors promoting the use of multiple varieties of local varieties. On the contrary, farmers experience in improved varieties is found to be detaching the link between de facto on-farm conservation and household livelihood strategies. The attribute preference analysis shows that farmers in more accessible (to markets and road) areas with less income-shock vulnerability conserve high yielding and marketable varieties de facto. On the contrary, varieties with more stable yield and environmentally adaptable features are most demanded by farmers with higher income-shock vulnerability found in less accessible localities. usw.
Das Projekt "Neue Lösung und innovative Technologien zur In-Situ-Dekontaminierung eines Standorts mit Heizkraftwerk und früherem Gaswerk" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von envia Mitteldeutsche Energie AG durchgeführt. The site of the heating power station and former gasworks in Plauen is contaminated over a wide area with pollutants specific to gasworks - above all BTX aromatics, PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons), tar oils, phenols and ammonium - down to a depth of six metres. According to expert opinion, a soil volume of some 20000 m3 must urgently be cleaned up. A remediation concept has been prepared at the request of the municipality of Plauen, based on the use-related potential assessment for the site. The assessment concludes that there is an acute environmental hazard for the directly adjoining river 'Weisse Elster'. The approach pursued in this project represents a new solution to the problem of contaminated sites. Instead of using ex-situ methods for carrying out a complete cleanup of the contaminated site, as practised so far, in-situ methods are used. In this way, the acute hazard potential is eliminated, leaving only a tolerable amount of residual pollution. This objective will be achieved through a combination of pneumatic, hydraulic and microbiological in-situ measures. The efficiency will be further increased by specific pollutant mobilization. The technical feasibility has been confirmed by soil air suction tests and pumping tests on sites as well as microbiological laboratory analyses. The in-situ decontamination is superior to the traditional ex-situ methods in terms of economic efficiency, waste prevention and reducing traffic movements. The innovative methods proposed here involve, in particular, hot-steam injections and controlled oxyhydrogen gas explosions that will increase the availability of immobile pollutants attached to the soil grain.