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Entwicklung und Validierung von kunststoffbasierten Strukturen und Thermalkomponenten für Kleinsatelliten, Teilvorhaben: Entwicklung einer kunststoffbasierten thermisch optimierten 3U-Struktur und eines entfaltbaren Radiators

Entwicklung und Fertigung von aluminiumbasierten Bipolarplatten mit Anwendung in NT-PEM-Brennstoffzellen, Teilvorhaben: Entwicklung einer funktionsfähigen Kalander-Produktionsanlage als Prototyp inkl. Herstellung von Prägewerkzeugen zur Produktion von geprägten Aluminium Bipolarplatten

Biobasierte, schaltbare Klebstoffe für wiederverformbare Holz-Holz- und Holz-Metall-Lagenverbunde zur Anwendung im Mobilitätsbereich, Teilvorhaben 2: Herstellung und Prüfung des Demonstrators und Ermittlung des Marktpotentials

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines zu mehr als 60 m% biobasierten, schaltbaren PU-Flächenklebstoffes zur Herstellung von wiederverformbaren Holz- und hybriden Holz-Metall-Lagenverbunden für Anwendungen im Mobilitätssektor. Die Schaltung erfolgt mittels Temperatur über einen reversiblen Vernetzungsmechanismus auf Basis einer thermoreversiblen Diels-Alder-Reaktion zwischen Furan- und Maleimideinheiten. Die finalen Eigenschaften der Klebstoffe wie Viskosität, Flexibilität und Verzweigungsgrad werden durch das Mischungsverhältnis der eingesetzten Komponenten eingestellt. Durch Integration von Furan- und Maleimid-Funktionen in die Matrix lassen sich reversibel vernetzbare Klebstoffe herstellen, deren Klebwirkung sich temperaturgetriggert 'AN' -die Polymere liegen vernetzt vor- und 'AUS' -die Polymere liegen nicht vernetzt vor- schalten lässt. Die zur Schaltung benötigten Furangruppen werden durch Umsetzung der NCO-PU mit biobasiertem Furfurylamin im Harz integriert. Es werden furfurylierte Polyurethane (fu-PU) erhalten, die einen Bioanteil von bis zu 80 m% aufweisen. Den fu-PUs werden Bismaleimide als Vernetzungskomponente zugemischt. Nach Einstellung des Verhältnisses von Furan- und Maleimid-Gruppen beträgt der Gesamtanteil nachwachsender Rohstoffe im Klebstoff größer als 60 m%. Die Klebstoffe werden zur Herstellung verschiedener Lagenverbünde aus Holz, Aluminium und Stahl eingesetzt. Dem Gesamtziel ordnen sich folgende Teilziele unter: - Herstellung eines reversibel vernetzbaren Klebstoffharz auf Polyurethanbasis mit einem Anteil nachwachsender Rohstoffe von mehr als 60% - Bestimmung der Prozessparameter -speziell Temperatur und Zeit- zur Schaltung der Klebstoffe - Herstellung 2-dimensionaler Lagenverbünde - Verpressung dieser Lagenverbünde zu spannungsfreien 3-dimensionalen Formteilen - Up-Scaling in den semiindustriellen Maßstab - Erarbeitung von Recycling- und Reparaturkonzepten

Minister Willingmann besucht Novelis

Novelis ist der weltweit größte Recycler von Aluminium und führender Anbieter flachgewalzter, kohlenstoffarmer Aluminiumprodukte. Seit 2011 investierte das Unternehmen umfangreich in die Recyclingkapazitäten und -fähigkeiten. Ein entscheidender Schritt war der Bau des Aluminium-Recyclingwerks in Nachterstedt, das jährlich bis zu 400.000 Tonnen Aluminiumschrotte recyceln kann. Von Nachterstedt aus wird Aluminium mit hohem Recyclinganteil an Walzwerke von Novelis in ganz Europa geliefert. Diese verarbeiten es weiter zu innovativen, kohlenstoffarmen Aluminiumlösungen für Produzenten der Automobil- und Verpackungsindustrie sowie Industrien für Spezialprodukte. So wird in Nachterstedt beispielsweise Aluminium für Fahrzeugkarosserien mit einem Recyclinganteil von 86 % gegossen und es werden Aluminiumbleche für Getränkedosenkörper mit fast 100 % Recyclinganteil hergestellt. Das Recycling von Aluminium senkt den Energieverbrauch im Vergleich zur Produktion von Primäraluminium um etwa 95 % und reduziert die Kohlenstoffintensität um ein vergleichbares Niveau. So trägt das Werk in Nachterstedt zu einer jährlichen Einsparung von Kohlenstoffemissionen von rund 3,7 Millionen Tonnen bei. Dies reduziert nicht nur den CO 2 e-Fußabdruck des Werkes in Nachterstedt, sondern senkt auch in bedeutendem Umfang die Emissionen in der gesamten Aluminium-Wertschöpfungskette. Das Unternehmen ist seit dem Jahr 2000 Mitglied der Umweltallianz Sachsen-Anhalt und hat in diesem Zeitraum eine Vielzahl an Umweltschutzleistungen erbracht, die über die gesetzlichen Vorgaben hinausgehen. Das Unternehmen betreibt ein nach DIN EN ISO 14001 zertifiziertes Umweltmanagementsystem. Seit 2011 hat das Unternehmen den durchschnittlichen Recyclinganteil in seiner globalen Produktpalette von 33 % auf 63 % gesteigert und strebt an, diesen bis Ende 2030 auf einen Anteil von 75 % auszubauen. Novelis will langfristig eine vollständige Kreislauffähigkeit in der Aluminiumproduktion verwirklichen. Das Unternehmen hat sich darüber hinaus ehrgeizige Nachhaltigkeitsziele gesteckt: Bis 2030 möchte Novelis der Anbieter von flachgewalzten Aluminiumlösungen mit den niedrigsten Kohlenstoffemissionen – weniger als 3 Tonnen CO 2 e-Emissionen pro Tonne geliefertem Aluminium – und bis 2050 oder früher kohlenstoffneutral sein. Die moderne Sortiertechnologie, die im Jahr 2024 in der Recyclinganlage Nachterstedt eingeführt wurde, soll die Verwertung von Post-Consumer-Aluminiumschrotten für hochwertige Aluminiumprodukte weiter optimieren. Dadurch können jährlich rund 8.500 Tonnen Primäraluminium eingespart und über 80.000 Tonnen CO 2 e-Emissionen vermieden werden. Die Implementierung dieser hochmodernen Sortiertechnologie in Nachterstedt soll bis Ende 2024 abgeschlossen sein. Am 06.12.2024 besuchte Minister Prof. Dr. Armin Willingmann gemeinsam mit Dr. Sandra Hagel, Präsidentin des Landesamtes für Umweltschutz, sowie Vertretern und Partnern der Umweltallianz das langjährige Allianzmitglied Novelis in Nachterstedt. Nach Begrüßung durch den Werksleiter Christian Grossmann wurde das Recyclingwerk besichtigt. Im Anschluss daran folgte ein gemeinsamer Austausch zu energiepolitischen und weiteren aktuellen Themen.

Grundbelastung von Phytoindikatoren durch Fluor-Immissionen und Beurteilung des Ausmasses von Immissionsschaeden an Kulturpflanzen im Einflussbereich einer Aluminium-Elektrolyse

Aufgrund von umfangreichen Messungen, die zeitlich und von den Kulturen her variiert waren und sind, wird die Gefaehrdung landwirtschaftlicher Kulturen durch Fluor-Immissionen ermittelt. Es sollen ueber Jahre hinaus die Einfluesse des Emittenden im Nah- und Fernbereich erforscht werden. Ziel des Gutachtens ist zugleich, den Landwirten eine objektiv darstellbare Entschaedigungsleistung anzubieten.

Erzeugung ultrafeiner hochtemperaturfester Aerosole durch Kondensation

Ultrafeine Partikel haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Diese sogenannten Nanopartikel sind vielfaeltig anwendbar, wie z.B. als Ausgangsmaterialien fuer hochfeste Werkstoffe, in Gassensoren, als Katalysatoren, in Arzneimitteln und in Testaerosolen fuer die Heissgasentstaubung. Es wurde eine Anlage zur Nanopartikelerzeugung durch Laserverdampfung entwickelt. Zur Herstellung wird Aluminiumoxidkeramik, Graphit, Kupfer oder Aluminium mit einem C02-Laser verdampft. Aus der Kondensation entstehen kugelfoermige Primaerpartikel in einem Groessenbereich zwischen 10 und 500 Nanometern. Nach der Erstarrung koennen die Partikel durch Agglomeration unregelmassig geformte Ketten oder Flocken bilden. Deshalb wird das Aerosol so weit verduennt, dass Kollisionen der Partikel unwahrscheinlich werden und damit die Agglomerationswahrscheinlichkeit stark reduziert wird. Das zu verdampfende Material, in Form eines runden Targets, ist unter einen Drehteller montiert, der in Rotation versetzt und gleichzeitig horizontal verschoben wird. Der Laserstrahl wird von unten auf das Target fokussiert und hinterlasst durch die Targetbewegung eine spiralfoermige Bahn auf der Materialoberflaeche. Das Material verdampft lokal im Laserfokus. Der Dampf wird durch radial zustroemendes Argon in einen Sinterkegel unterhalb des Targets transportiert, wo in der heissen Zone die Kondensation und Koagulation stattfindet. In diesem Bereich bleiben die Partikel durch Absorption der Laserstrahlung fluessig, unterhalb der heissen Zone erstarren sie. Durch die Volumenaufweitung des Kegels nach unten und das seitliche Zustroemen von Argon nimmt die Partikelkonzentration von oben nach unten stark ab. Die Partikel werden auf einer Filtermembran abgeschieden und mit einem Rasterelektronenmikroskop auf Groesse, Form und Agglomerationsgrad untersucht. Neben dem Ziel der Nanopartikelerzeugung werden die zugrundeliegenden Prozesse Verdampfung, Kondensation und Koagulation sowohl experimentell als auch theoretisch detailliert untersucht.

Kompakte Wicklungen aus Aluminiumspulen in Gießtechnik, Teilvorhaben: Prozessentwicklung isolierender Beschichtungssysteme für druckgegossene Aluminiumspulen

Reifegradsteigerung von Festphasenfügeprozessen für ressourceneffiziente E-Mobilitätskonzepte durch multilateralen Technologietransfer

Aufbereitung von Aluminiumsalzschlacke

Zielsetzung: Abtrennung einer reinen Salzfraktion und salzfreier Produkte.

Ueberpruefung der Immissionsrichtwerte fuer Fluorwasserstoff

Regelmaessige Untersuchungen im Bereich von Aluminiumhuetten und Ziegeleien, wobei neben den HF-Messungen chemische und mikroskopische Pflanzenanalysen durchgefuehrt wurden.

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