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Zyklon APEX - Entstaubung von Gasströmen (FWF P14739-TEC)

Nachdem in der Vergangenheit der Oberteil des Zyklons rund um den Einlauf und das Tauchrohr eingehend untersucht wurden, ist derzeit die Gestalt des Feststoffaustrags (Apex) Gegenstand der Forschungen. Diese wird entlang zweier Linien betrieben. In der ersten Linie werden experimentelle Untersuchungen mit der am Institut befindlichen Versuchsanlage durchgeführt. Dabei wird dem Luftstrom (bis zu 1000m3/h) eine genau definierte Staubmenge zudosiert und so sehr niedrig bis sehr hoch beladene Zweiphasenströmungen erzeugt. Gemessen wird der - unter den gegebenen Randbedingungen - erzielte Gesamtabscheidegrad und der dazu nötige Druckverlust. Zudem stehen LDA- und PDA- Systeme zur Geschwindigkeits- und Partikelgrößenbestimmung an verschiedenen Orten innerhalb des Zyklons zur Verfügung. Die Messergebnisse mit den verschiedenen gestalteten Feststoffausträgen hilft uns die Abscheidung im unteren Teil des Zyklons besser zu verstehen. In der zweiten Linie werden numerische Simulationen der Strömung (CFD) und der Partikelbewegung im Zyklon durchgeführt. Die Simulationsergebnisse der Strömungsberechnungen stimmen mit den LDA- Messungen sehr gut überein. Zurzeit wird die 2-Phasenströmungen im Zyklon unter Berücksichtigung von Partikel-Lift-Forces, Partikel-Partikel-Kollisionen und Wandrauhigkeit simuliert. Einige Ergebnisse des Forschungsvorhabens (z.B. Fallrohr) werden bereits erfolgreich in der Industrie angewandt.

Modeling of Nanofibers and Submicron Filtration Phenomena

Air filters in stationary building ventilation systems guarantee the protection of people as well as sensitive technical components from harmful contaminants, from ultra-fine particles to viruses and germs. At the heart of such filter systems are highly efficient filter media with corresponding particle separation performance, which can be achieved in particular by using ultra-fine synthetic, glass or nanofibers. Against the background of rising energy costs and the need for global CO2 reduction, the energy consumption of air filters is increasingly coming into focus. In order to reduce this, modern air filter media are required to have high separation efficiency and the lowest possible pressure drop. Simulation is a valuable tool in the development of filter media for specific applications. By predicting the performance of a filter medium, its microstructure can be optimized to meet specific requirements. However, this requires a correct representation of the effects occurring in this process in order to guarantee the validity of the predicted material properties. In particular, no application-oriented model approaches currently exist for the processes involved in the deposition of ultra-fine particles on ultra-fine fibers. The aim of this project is to improve the simulation models established in virtual filter media development and to extend them with regard to the consideration of submicron fibers (nanofibers). For this purpose, suitable submodels will be developed and integrated into an overall simulation model in order to take into account, in particular, the effects that have been neglected so far. The improved model will first be extensively validated. Finally, its applicability will be demonstrated by the first simulation-driven prediction of an optimized nanofiber-coated air filter medium, which will then be manufactured and tested for its performance.

Kombination biologischer und chemischer Verfahren zur Ammoniumabscheidung aus Abwaessern

Mit Ammonium schwach belastete Abwaesser lassen sich biologisch mit sehr einfachen Verfahren reinigen. Bei sehr hoch belasteten Abwaessern koennen sich jedoch erhebliche Schwierigkeiten ergeben. Von besonderer Bedeutung ist die Abscheidung des Ammoniums dann, wenn bei aerober Betriebsweise mit Biogasproduktion Ammonium in groesserem Umfang durch die biologische Umsetzung entsteht. Unsere Entwicklung, die sich ausgezeichnet bewaehrt hat, zielt darauf ab, das entstandene Ammonium durch Zugabe von Chemikalien abzuscheiden. Es liegen Ergebnisse von Untersuchungen vor, die ueber mehrere Jahre durchgefuehrt wurden. Anwendungsbereiche: Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Reinigung industrieller Abwaesser mit Biogasproduktion und integrierter Abscheidung von Ammonium.

Untersuchungen zur Abscheidung teilchenfoermiger luftfremder Stoffe an Pflanzen. Ein Beitrag zur Abscheidung von Teilchen an Nadeln und Blaettern (Waldschaeden)

Ziele: Bestimmung der die Abscheidung von Teilchen an Nadeln und Blaettern bestimmenden Groessen. Angaben eines Abscheidungsgrades Motive: Umweltschutz

Hocheffiziente silberarme industrierelevante TOPCoRE Siliziumsolarzellen, Teilvorhaben: Galvanische Metallisierung für TOPCoRE & TOPCon2

KMU-innovativ: Neuartige elektrochrome Elemente als smarte und energieeffiziente Nachrüstlösung in Bestandsgebäuden auf Basis elektrochemischer Abscheidung, Teilprojekt: : In situ-Schichtkontrolle für R2R-Galvanik

CO2-Sequestrierung kleinerer Emittenten in kalzium- und magnesiumhaltigen Rohstoffen/Produkten - Seq-kalz

Skalierung von Perowskit-Schichtabscheidung für langzeitstabile große Tandem-Solarzellen, Teilprojekt: Inkjet-Abscheidung

Das Projektvorhaben 'SaPerloT' soll drei aussichtsreiche Verfahren für die industrielle Abscheidung von Perowskitschichten auf Silicium-Unterzellen für Silicium-Perowskit Tandemsolarzellen auf ein vorindustrielles Niveau entwickeln. Das Potential von Silicium-Perowskit Tandemsolarzellen konnte jüngst vom Fraunhofer ISE erneut eindrücklich unter Beweis gestellt werden. So wurde gemeinsam mit Oxford PV ein PV-Modul mit einem Wirkungsgrad von 25 % und einer Leistung von 421 Watt demonstriert. In SaPerloT wird für die Applikation des Perowskit-Absorbers ein kombinierter Abscheideansatz bestehend aus Aufdampfen und nasschemischer Aufbringung verfolgt ('Hybridansatz') erarbeitet. In diesem Teilprojekt erfolgt die Abscheidung ausschließlich mit Inkjet, an Stelle von Sprühen und Schlitzdüse. Die Vorteile von Inkjet sind die gerichtete Abscheidung von Dünnfilmen auf jeglicher Drucksubstratform (auch auf pseudoquadratischen PV-Silciumsubstraten) bei höchster Ressourceneffizienz. So wie der industrielle Reifegrad des Verfahrens in der Silicium-Photovoltaik. So wurde das Verfahren bereits erfolgreich für die Integration von selektiven Emittern eingesetzt

Sanierung des Altstandortes Kraftwerk Borken

Am Altstandort des Kraftwerkes Borken sind nach Demontagearbeiten 22000 Liter PCB-haltiges Trafooel ausgelaufen, wobei akute Gefahr fuer das nur 40 Meter entfernt liegende Fliessgewaesser Schwalm bestand. Im Verlauf der Sanierungsarbeiten ist eine weitere Altlast durch Trafooel festgestellt worden . Boden und Grundwasser waren hochgradig kontaminiert, bis zu 2000 mg/l Oel in Phase. Durch rastermaessige Sondierungen wurde das Schadensausmass ermittelt. Als aktive hydraulische Sanierungsmassnahme wurden zwei Sanier- und Spuelbrunnen mit Drainagesystem errichtet. Die langfristige Grundwassersanierung erfolgt durch eigene Reinigungsanlage (chemisch/physikalisch). Das ausgehobene Bodenmaterial (ca. 1500 t) wird mikrobiell aufgearbeitet von der Firma Umweltschutz Nord. - Erstellung von Sanierungsplaenen, genehmigungsrechtliche Antraege. - Die Grundwassersanierung wurde durch eigens konstruierte oberflaechenabsaugende Edelstahlbehaelter, in denen sich Tauchpumpen befanden, welche bewirkten, dass in erster Linie das auf der Oberflaeche der Sanierungsbrunnen aufschwimmende Oel entfernt und zur Abscheide- und Sorptionsanlage gefoerdert wurde, durchgefuehrt.

Industrielle TOPCon Fertigungstechnologie für die Re-Etablierung der Europäischen PV-Produktion, Teilvorhaben: Nasschemische Prozesstechnologie

Im Projekt Re-PV schließen sich führende Anlagenhersteller aus Deutschland und das Fraunhofer ISE zusammen, um industrielle Fertigungstechnologien für Solarzellen mit Tunneloxid-passivierenden Kontakten (Tunnel Oxide Passivating Contact, TOPCon) bereitzustellen und die Zellstruktur weiterzuentwickeln. Ziel ist es, die TOPCon Technologie für die Re-Etablierung der PV-Produktion im europäischen Raum mit der benötigten technologischen Reife verfügbar zu machen und die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Anlagenbauer zu stärken, so dass diese am erwarteten starken Aufbau von auf TOPCon basierenden Produktionskapazitäten partizipieren können. Die Anlagenhersteller entwickeln im Rahmen des Projektes kostengünstige Hochdurchsatz-Maschinen und optimierte Einzelprozesse. Hierbei stehen die in-situ Herstellung des Tunneloxids sowie einseitige Abscheidung und in-situ Dotierung der Silicium-Schicht im Vordergrund. Weitere wichtige Technologiefelder des Projektes sind nasschemische Reinigungs- und Ätzprozesse und die Metallisierung der TOPCon Solarzelle und die Zellteilung und Kanten-Passivierung. Am Fraunhofer ISE soll ein Basisprozess zur Herstellung von industriellen TOPCon Solarzellen auf großen Waferformaten (M10 oder G12) mit Spitzenwirkungsgraden bis 25% aufgebaut werden. Dieser Basisprozess soll eine hohe Technologiereife aufweisen, geeignet für den unmittelbaren Transfer in eine Produktionsumgebung. Darüber hinaus unterstützt das Fraunhofer ISE die Arbeiten bei den Anlagenherstellern durch die Bereitstellung teilprozessierter Solarzellen sowie Charakterisierung von Prozessergebnissen. Die Entwicklungen bei den Anlagenherstellern und am Fraunhofer ISE werden von detaillierten Techno-Ökonomischen Bewertungen und Ökobilanzierungen begleitet. Ziel der Verwertung ist der Technologietransfer zu europäischen Produktionsstandorten, ein potenzieller Anwender ist bereits als assoziierter Partner im Konsortium vertreten.

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