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Teilvorhaben: Carbon Instead UG

Das Projekt "Teilvorhaben: Carbon Instead UG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carbon Instead UG (haftungsbeschränkt) durchgeführt. Dämmstoffe sind von hoher Bedeutung für die Bauwirtschaft und bieten hinsichtlich möglicher CO2-Emissionseinsparungen noch Entwicklungspotenzial. Das Projektziel ist es, eine Schüttdämmung auf Basis lignocellulosehaltiger Materialien für die Baubranche in den industriellen Maßstab zu überführen. Die Strukturstabilisierung soll dabei über ein alkalisch aktiviertes Biokohlenkomposit erzielt werden. Die Innovation des Vorhabens besteht in der erstmaligen Skalierung eines alkalisch aktivierten Bindersystems auf Basis von Biokohlen in Kombination mit Lignocellulose-Materialien für den Einsatz als Dämmstoff. Das vorgesehene Verfahren ermöglicht eine vollständige Rezyklierbarkeit des resultierenden Dämmsystems und soll niedrige Herstellungskosten sowie deutlich verminderte CO2-Emissionen ermöglichen. Außerdem können durch die mineralischen Komponenten der Dämmung zusätzlich auch brandhemmende Eigenschaften realisiert werden. Eine verbesserte Dämmwirkung soll ebenfalls erzielt werden. Mit dem Projekt soll die Integration der Negativ-CO2-Emissionstechnologie 'Biokohle' in einen ökologisch nachhaltigen Dämmstoff in einem größeren Maßstab erprobt werden.

Teilvorhaben: Bau-Fritz GmbH & Co. KG

Das Projekt "Teilvorhaben: Bau-Fritz GmbH & Co. KG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896 durchgeführt. Dämmstoffe sind von hoher Bedeutung für die Bauwirtschaft und bieten hinsichtlich möglicher CO2-Emissionseinsparungen noch Entwicklungspotenzial. Das Projektziel ist es, eine Schüttdämmung auf Basis lignocellulosehaltiger Materialien für die Baubranche in den industriellen Maßstab zu überführen. Die Strukturstabilisierung soll dabei über ein alkalisch aktiviertes Biokohlenkomposit erzielt werden. Die Innovation des Vorhabens besteht in der erstmaligen Skalierung eines alkalisch aktivierten Bindersystems auf Basis von Biokohlen in Kombination mit Lignocellulose-Materialien für den Einsatz als Dämmstoff. Das vorgesehene Verfahren ermöglicht eine vollständige Rezyklierbarkeit des resultierenden Dämmsystems und soll niedrige Herstellungskosten sowie deutlich verminderte CO2-Emissionen ermöglichen. Außerdem können durch die mineralischen Komponenten der Dämmung zusätzlich auch brandhemmende Eigenschaften realisiert werden. Eine verbesserte Dämmwirkung soll ebenfalls erzielt werden. Mit dem Projekt soll die Integration der Negativ-CO2-Emissionstechnologie 'Biokohle' in einen ökologisch nachhaltigen Dämmstoff in einem größeren Maßstab erprobt werden.

Teilvorhaben: LCA meets Moldflow

Das Projekt "Teilvorhaben: LCA meets Moldflow" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PEG Plastics Engineering Group GmbH durchgeführt. Durch die ständig wachsenden gesetzlichen Vorgaben sowie das Bestreben energieeffizientere Haushaltsgeräte herzustellen, ist das Thema Leichtbau nicht nur im Bereich des Verkehrssektors allgegenwärtig. Dabei lassen sich sowohl durch geeignete Dimensionierungsmethoden als auch durch angepasste Werkstoffe erstaunliche Einsparpotenziale aufzeigen. Im Bereich der technischen, spritzgegossenen Bauteile können kurzfaserverstärkte Thermoplaste (SFT) mit Faserlängen zwischen 200-350 Mikro m und die dazugehörigen Auslegungsmethoden als Stand der Technik angesehen werden. Hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften bieten langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT) eine vielversprechende Alternative. Mit steigender Faserlänge (2-3 mm im Bauteil) werden die meisten Verbundeigenschaften positiv beeinflusst. Dazu zählen insbesondere die Schlagzähigkeit sowie die Lebensdauer. Darüber hinaus wird der Bauteilverzug reduziert. Aktuell gibt es jedoch keine validen durchgängigen Auslegungsmethoden für LFTs. Darüber hinaus mindert die Faserverkürzung aufgrund der hohe Scherbelastung in der konventionellen Spritzgießverarbeitung das Potenzial der LFT. Mit dem physikalischen Schaumspritzgießen ist eine faserschonendere Prozessführung von LFT möglich, sodass sich die enormen, bisher kaum ausgeschöpften, Möglichkeiten des konstruktiven sowie werkstofflichen Leichtbaus nutzen lassen. Das Ziel des Vorhabens ist die Aufdeckung des Potentials, das sich durch den Einsatz digitaler Methoden bei ganzheitlicher Betrachtung der Prozess-, Material- sowie Umweltbilanz hinsichtlich Leichtbau, Reduktion des CO2-Fußabdrucks, sowie Recycling ergibt. Als Demonstrator für dieses Vorhaben dient der Laugenbehälter einer Waschmaschine, da an diesen bei großen Stückzahlen nicht nur hohe Anforderungen hinsichtlich mechanischer Eigenschaften, Medienbeständigkeit und Lebensdauer, sondern gleichzeitig auch an die Energiebilanz gestellt wird.

Teilprojekt 7: Umwelt

Das Projekt "Teilprojekt 7: Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Fakultät für Bauingenieurwesen, Lehrstuhl für Baustoffkunde - Bauwerkserhaltung und Institut für Baustoffforschung durchgeführt. In dem Verbundprojekt wird die Einsetzbarkeit von Müllverbrennungsreststoffen als Ausgangstoff bei der Betonherstellung untersucht. Ziel des TP7 ist es, die Umweltverträglichkeit dieser Materialien für den Einsatz im Beton zu untersuchen. Es werden Auslaugprüfungen am ungebundenen Material, am Beton und an der rezyklierten Gesteinskörnung durchgeführt, um den Lebenszyklus des Materials für den Einsatz im Beton abzudecken.

HOMERA - Gesundheitliche Interaktion von Holz - Mensch - Raum

Das Projekt "HOMERA - Gesundheitliche Interaktion von Holz - Mensch - Raum" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät Bau Geo Umwelt, Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Das Forschungsvorhaben Homera stellt eine Vorstudie dar, in der die gesundheitlichen Auswirkungen von Holz und Holzwerkstoffen auf den Menschen untersucht werden. Nutzer, Planer und Unternehmen sehen sich aktuell einer Diskussion ausgesetzt in deren Mittelpunkt die leichtflüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) stehen. Eine Vielzahl an Richtwerten, Orientierungswerten, Referenzwerten, Leitwerten und eine geringe Anzahl rechtlich festgelegter Grenzwerte bildet ein schwer zu überblickendes Themenfeld zur gesundheitlichen Bewertung des Emissionsgehalts im Innenraum. Die nationalen und europäischen rechtlichen Grundlagen sowie Bewertungssysteme für gesundheitliche Anforderungen an Gebäude und Bauprodukte werden aufgezeigt. Die verschiedenen Methoden für Prüfkammermessungen und für Innenraummessungen werden verglichen und ihre Anwendbarkeit beurteilt. Der aktuelle Stand der Forschung zu den gesundheitlichen Auswirkungen von Holz auf das Innenraumklima und den Menschen wird aufgezeigt und analysiert. Einflussfaktoren aus den verschiedenen Disziplinen Materialwissenschaft, Medizin, Toxikologie, Umweltanalytik, Psychologie werden aufgezeigt. Schlüsselfaktoren werden identifiziert, die den größten Einfluss auf das Innenraumklima darstellen, um die Komplexität der Einflussfaktoren zu reduzieren. Die Vorstudie kanalisiert das Forschungsthema und bereitet zielgerichtete, umfassende Untersuchungen in einem Folgeprojekt vor. Erste Erkenntnisse werden für die Praxis aufbereitet und zur Verfügung gestellt. Gleichzeitig wird eine interdisziplinäre Handlungsstrategie für spätere Verbundprojekte entwickelt. Fazit: Viele Informationen in Bezug auf Holzbauprodukte und ihren Emissionswerten sind bereits vorhanden. Die Frage jedoch nach ihrer gesundheitlichen Interaktion in Bezug auf den Menschen ist noch nicht geklärt. Auf der Basis des aktuellen wissenschaftlichen Forschungsstandes war sich die interdisziplinäre Forschungsgruppe einig, dass eine Klassifizierung von Emissionen aus Holz und Holzwerkstoffen derzeit noch nicht beantwortet bzw. möglich ist und Aufklärungsbedarf besteht. Die bislang durchgeführten Studien zeigten bislang keine negativen Auswirkungen von Holz im Innenraum auf Menschen und deren Gesundheit. In realen Räumen wurde der Einsatz von Holz positiver bewertet als Referenzräume anderer Materialien. Dennoch wird immer wieder beanstandet, dass die Studien jeweils nur einzelne Aspekte untersuchten, Ausgangslage und genaue Materialangaben sehr unterschiedlich waren oder die Probandengruppen kein repräsentativer Querschnitt bildete. Um Gehör bei Nutzern, Planern und der Politik zu finden sind Kooperationsstudien, der verschiedenen Disziplinen notwendig.

Teilprojekt 1: Blockchain für die Kreislaufwirtschaft

Das Projekt "Teilprojekt 1: Blockchain für die Kreislaufwirtschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Altran Deutschland S.A.S. & Co. KG durchgeführt. Das Vorhaben Dibichain zielt darauf ab die Anwendung der Blockchain-Technologie zur digitalen Abbildung von Produktkreisläufen in Abgrenzung zu anderen Distributed Ledger Technologien (DTL), wie 'Tangle' oder 'Hashgraph', zu untersuchen. Der Fokus liegt dabei darauf, zu-nächst die Hauptunterschiede der einzelnen DLT, wie bspw. die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde (tps), oder die unterschiedlichen Konsensmechanismen, wie bspw. 'Proof of Work' oder 'Virtual Voting' herauszustellen, um im Anschluss die Eignung der einzelnen Techniken für den ausgewählten Use Case der 'Bionic Partition' sowie die in AP1 definierten Anwendungsszenarien aus technischer sowie mikro- und makroökonomischer Perspektive bewerten zu können. Ziel ist es hierbei zum einen die Wissensbasis für die Anwendung einer Blockchain für eine Kreislaufwirtschaft zu vertiefen und eine Wissensbasis für Tangle und Hashgraph auf-zubauen, um weiterführende und tiefergreifende Forschungsvorhaben zu ermöglichen, die das volle Potential für DLT in diesem Zusammenhang zu erschließen. Dabei soll ein Software-Demonstrator (unter Anwendung einer Blockchain-Technologie) entwickelt werden, der am Fallbeispiel der 'Bionic Partition' bspw. folgende Anwendungsszenarien beinhaltet: - (Rück-)Verfolgung von ausgewählten Materialien, deren Veredlung und Verarbeitung von der Rohstoffentnahme bis zur Rückführung in Stoffkreisläufe - Sicherstellung der Einhaltung von sozialen und ökologischen Standards über den gesamten Produktlebenszyklus(-kreislauf) - Blockchain als 'Single Source of Truth' für integrierte Lebenszyklusanalysen sowie für den Einsatz als Grundlage (Data Backbone) für Sustainability Driven Design Anwendungen - Eindeutige Identifikation und Verfolgbarkeit von Produkten über den gesamten Produktlebenszyklus, insbesondere in und nach der Nutzenphase, als Grundlage zur Implementation von Business Models for Sustainability (BMS)/ Sustainable Product Service Systems (SPSS).

Teilvorhaben: CIGS PV Module mit erhöhter Lebensdauer (40 Jahre) und verbesserten LCOE sowie LCA

Das Projekt "Teilvorhaben: CIGS PV Module mit erhöhter Lebensdauer (40 Jahre) und verbesserten LCOE sowie LCA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NICE Solar Energy GmbH durchgeführt. Gegenstand und Hauptziel des hier beschriebenen Teilvorhabens ist die Verbesserung der Gebrauchsdauer für die CIGS-Technologie auf mindestens 40 Jahre und ohne signifikante Kostensteigerung. Diese Verbesserung soll durch eine Weiterentwicklung der Modularchitektur sowie der eingesetzten Materialien der Modultechnik erreicht werden. Ein wesentlicher Einflussfaktor hinsichtlich Lebensdauer liegt in der Modulverkapselung. Im Projekt werden im Schwerpunkt innovative Verkapselungsfolien aus der Familie der Polyolefine untersucht. Der Hauptvorteil der Polyolefin-Verkapselung besteht darin, dass sich im Betrieb im Unterschied zum EVA keine Essigsäure bildet, welche diverse Degradationsmechanismen verursachen kann. Als weiteres Ziel soll eine geeignete Versiegelung des Moduls zum Schutz vor Feuchtigkeitseintritt von Außen qualifiziert werden. Ein weiteres wichtiges Ziel beim Einsatz verschiedener Materialien ist die Vermeidung von Materialunverträglichkeiten. Durch geeignete beschleunigte Tests sollen Materialreaktionen im Feld ausgeschlossen werden. Ein weiteres Ziel und eine notwendige Voraussetzung für die Beurteilung der erreichten Lebensdauer der Module ist die Qualifizierung eines technologiespezifischen Testzyklus durch die Partner im Projekt.

Teilvorhaben R1-2

Das Projekt "Teilvorhaben R1-2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von H-TEC SYSTEMS GmbH durchgeführt. Das geplante Vorhaben führt die Hauptziele der Bekanntmachung ' Kopernikus-Projekte für die Energiewende' des Bundesministeriums für Bildung und Forschung aus der 1. Projektphase des P2X Projektes fort. Die PEM Elektrolyse wurde als zukunftsträchtige Technologie für die 2. P2X Förderphase ausgewählt, die einen signifikanten Beitrag zu den Zielen der deutschen Energiewende leisten soll. Für den großflächigen Einsatz dieser Technologie ist durch den Gedanken der Nachhaltigkeit eine Reduktion der kritischen Materialien der Platin-Gruppe sowie die Steigerung des Wirkungsgrades Hauptziel des Vorhabens. Eine Umsetzung der Technologie für die 3. Phase als Pilotanlage wird in diesem Zeitraum vorbereitet. Von H-TEC SYSTEMS wird ein PEM Elektrolysestack entwickelt, der durch den Einsatz neuer MEA Technologie und optimierter Komponenten eine deutliche Erhöhung der Leistungsdichte und Effizienz aufweist. Die neue Technologie wird von Stacks der kW auf die MW Klasse skaliert. Dafür sind im ersten Abschnitt intensive Untersuchungen notwendig, um zu bestimmen wie sich die gesteigerte Leistungsfähigkeit der von den Projektpartnern entwickelten CCMs und PTLs auf den Stack auswirkt und an welcher Stelle Modifikationen vorgenommen werden müssen. Die Entwicklung soll bei Bewahrung der Skalierbarkeit und der Massenfertigungstauglichkeit z.B. durch eine deutliche Erhöhung der Leistungsdichte auch wirtschaftliche Vorteile bringen.

Teilvorhaben: Entwicklung von HDF-H Tailored (Bended) Tubes

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung von HDF-H Tailored (Bended) Tubes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HoDforming GmbH durchgeführt. Für Leichtbau-Bauteile welche auf der Basis von Hohlkörpern (z.B. Rohre) gefertigt werden, ist neben der kosteneffizienten und flexiblen Einstellung der bauteilgerechten Wanddickenverteilung auch das kosteneffiziente Biegen der Bauteile aus hochfestem Aluminium ein wesentlicher Enabler für den wirtschaftlichen Leichtbau. Nur wenn sowohl das Material, die Wanddickeneinstellung, das Biegen und die Warmumformung zum Bauteil sowie die nachfolgenden Prozessschritte wettbewerbsfähig sind, kann ein Einsatz z.B. in der kostensensiblen Großserie erfolgen. So werden aktuell Hohlkörper/Rohre nur in kaltem Zustand in teuren Biegemaschinen mit Innendorn gebogen, was einerseits sehr kostspielig und andererseits nicht geeignet für die hochfesten Aluminiumlegierungen ist. Oftmals ist das Rohrbiegen sogar teurer als der Umformprozess selbst. Um diesen Prozess auf der einen Seite kostengünstiger aber auch flexibler zu gestalten, ergibt sich gerade in Kombination mit dem patentierten HDF-Warmumformprozess eine große Chance. Die Entwicklung dieser Prozesse ist Aufgabe dieses Projektes.

Teilvorhaben V0-2

Das Projekt "Teilvorhaben V0-2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Technische Elektrochemie durchgeführt. Das geplante Vorhaben führt die Hauptziele der Bekanntmachung ' Kopernikus-Projekte für die Energiewende' des Bundesministeriums für Bildung und Forschung aus der 1. Projektphase des P2X Projektes fort. Die PEM Elektrolyse wurde als zukunftsträchtige Technologie für die 2. P2X Förderphase ausgewählt, die einen signifikanten Beitrag zu den Zielen der deutschen Energiewende leisten soll. Für den großflächigen Einsatz dieser Technologie ist eine Reduktion der kritischen Materialien der Platin-Gruppe sowie die Steigerung des Wirkungsgrades Hauptziel des Vorhabens. Eine Umsetzung der Technologie für die 3. Phase als Pilotanlage wird vorbereitet. Durch die TUM werden drei verschiedene Tasks im AP 1.1 bearbeitet. In Task 3 (TUM-THEO) wird an einem 'knowledge-driven' Ansatz zur Modellierung der Langzeitstabilität von Katalysatoren für die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) gearbeitet. Die Modellierung soll zur Aufklärung von zugrundeliegenden Faktoren führen, welche die Performance und Langzeitstabilität von Ir-basierten Katalysatoren bestimmen. In Task 4.1 (TUM-TEC) soll durch eine Optimierung der Elektrodenschichten auf Basis der von den Partnern bereitgestellten Katalysatoren eine Reduktion der lridiumbeladung und dadurch eine Steigerung der lridium-spezifischen Leistungsdichte (g/kW) erzielt werden. Durch die Entwicklung von mikroporösen Schichten, die auf die porösen Transportschichten aus Titan aufgebracht werden, soll eine bessere Kontaktierung der Elektroden vor allem bei niedrigen Iridiumbeladungen sichergestellt werden (Subtask 4.1 b). Die optimierten (Elektroden-)Schichten sollen dann in Langzeitstabilitätstest zur Identifikation von Alterungsmechanismen untersucht werden (Subtask 4.1 b). In Task 5.2 (TUM-ENS) soll die Erarbeitung von energetischen Kennzahlen der PEM Elektrolyse erfolgen. Dabei soll der Einfluss verschiedener Systemkomponenten auf den Wirkungsgrad untersucht werden. Daneben bildet der Task 5.2 (TUM-ENS) die Schnittstelle zum Roadmapping.

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