Im Teilprojekt werden die notwendigen praktischen Voraussetzungen für den erfolgreichen Einsatz von Harnstoff-Elektrolyten in AIB geschaffen. Dafür werden die spezifischen Anforderungen an Harnstoff als Elektrolytkomponente hinsichtlich Zusammensetzung (Reinheit) sowie Formgebung identifiziert. Außerdem wird die Elektrolytherstellung auf Harnstoff-Basis, ausgehend von großtechnisch mit hohem Volumen produzierten Rohstoffen und darüber realisierbarer Kosteneffizienz konzipiert und erprobt. Das erzeugte, harnstoffbasierte Elektrolytmaterial und die entwickelten Elektrolytrezepturen werden hinsichtlich Anwendungseigenschaften und Passfähigkeit geprüft. Entsprechende Verbesserungen und Modifikationen werden abgeleitet und umgesetzt. Schließlich erfolgt eine Evaluierung in anwendungsrelevanten Pouchzell-Modulen. Ausgehend von den Projektergebnissen werden konkrete technische Maßnahmen zur Optimierung der technologischen Prozesse zur Erzeugung von Harnstoff für den Einsatz in AIB definiert.
Euryhaline Forellen und stenohaline Rotaugen werden an verschiedene Salzkonzentrationen angepasst und die Veraenderungen des Urinflusses und der Elektrolyte im Blut und im Urin bestimmt. Im Vordergrund der Versuche steht die Bestimmung der glomerulaeren Filtrationsrate (GFR). Die Adaptation vieler Knochenfische an ein hypotones bzw. hypertones Aussenmedium fuehrt im allgemeinen zu einer Steigerung bzw. Verringerung der GFR. Es soll ermittelt werden, ob dieser Vorgang allein auf eine veraenderte Filtrationsleistung einzelner Nephrone zurueckzufuehren ist ('Single Nephron Filtration Rate', SNGFR), oder auf einer Aenderung in der Gesamtzahl filtrierender Glomeruli des Nierengewebes beruht ('Glomerular Intermittency'). Das Ziel der Versuche ist, eine bessere Kenntnis von dem Regulationsmechanismus der GFR zu erhalten, der mit zum Ueberleben der Fische bei veraenderten Umweltbedingungen beitraegt.
Das Verfahren erlaubt die nahezu abfallfreie Regeneration des Chromsaeurebades. Die Verunreinigungen koennen in Form wiederverwertbarer Metalle aus dem laufenden Verchromungsprozess ausgeschleust werden. Die Regeneration der Chrombaeder basiert auf der kathodischen Abscheidung der Stoerionen (Eisen) bei gleichzeitiger Reoxidation der Chrom(III)- Ionen. Die Regenerationsanlage ist als Zweikammerelektrolysezelle ausgelegt. Anoden- und Kathodenraum werden durch eine Membran auf Teflonbasis getrennt, die nur Kationen passieren laesst. Das zu reinigende Chrombad wird in die Anodenkammer eingebracht. Im elektrischen Feld wandern die verunreinigenden Metallionen durch die Membran und werden an der Kathode als wiederverwertbares Metall abgeschieden. Gleichzeitig werden die Chrom(III)- Ionen im Anodenraum zur Chromsaeure reoxidiert.
Die Microbatterie GmbH, Ellwangen, eine 100 Prozentige Tochter der VARTA AG, errichtet eine Anlage zur großtechnischen Produktion von Lithium-Polymer-Batterien, die insbesondere bei miniaturisierten, transportablen Anwendungen wie z.B. Handies und Notebooks eingesetzt werden sollen. Das Produkt und die Fertigungstechnik sind vollständige Neuentwicklungen. Die Microbatterie GmbH will gesundheitsschädliches Kobalt in der Produktion und im Produkt durch umweltverträgliche Lithium-Mangan-Oxide substituieren. Ferner soll der bisher verwendete Flüssigelektrolyt in einem ersten Schritt zum Teil durch einen umweltverträglicheren ionenleitenden Festkörperelektrolyten und in einem zweiten Schritt durch eine Kombination zweier Festelektrolyte ersetzt werden. Die Polymertechnologie mit der aluminisierten Tütenverpackung macht das Produkt recyclingfreundlich und sicher (keine Auslaufgefahr). Daneben zeichnen sich Lithium-Polymer-Batterien aufgrund ihrer Wiederaufladbarkeit (bis zu 1.000 mal bei den Hauptanwendungsgebieten) durch eine hohe Lebensdauer aus. Aus umweltpolitischer Sicht ist auch die umweltfreundliche Produktionstechnik hervorzuheben. Durch die Einführung eines innovativen Extrusionsverfahrens kann auf die bisher bei der Elektrodenherstellung und der Extraktion eingesetzten Lösemittel, Weichmacher und PTFE-Folien vollständig verzichtet werden. Bei der Extrusion werden die reinen Rezepturen vermischt und direkt als Folie mit einem Extruder hergestellt. Dieses Verfahren arbeitet abluft- und abwasserfrei. Die bei herkömmlichen Verfahren entstehenden Abfälle (Lösemittel, Weichmacher und Folie) können vollständig vermieden werden. Es fallen lediglich Elektrodenstanzabfälle aus Kupfer und Aluminium (5 Prozent der Einsatzmenge) und Gehäuseabfälle aus Aluminium (25 Prozent der Einsatzmenge) an, die stofflich verwertet werden können.
Bei der FMP handelt es sich um ein Verfahren zur Abtrennung und Anreicherung von Stoffen aus waessrigen Loesungen mit Hilfe von fluessigen Membranen. Es erfolgt dabei simultan an diese Membran eine Extraktion an der Membranaussenseite, ein Huckebacktransport der Metallionen durch die Membran mittels geloester fluessiger Ionenaustauscher und eine anschliessende Reextraktion an der in der Membranphase emulgierten Abstreifloesung. Diese multiple Membranphase wird durch Tensidzusatz stabilisiert. Technologisch gesehen wird dieser Prozess in unserem Technikum folgendermassen realisiert. Filterstaub wird mit Saeure angesetzt (2m3) gelaugt, gefiltert. Dieses Volumen eignet sich fuer den Betrieb der Anlage fuer 24 h. In Loesung sind nun Zink und Kupfer, wobei Kupfer selektiv durch die FMP im Permeator entfernt wird. Der gereinigte Zinkelektrolyt geht zur Weiterverarbeitung. Der Kupferwert wird durch diese Methode um das 40-fache angereichert. Die organische Emulsion wird gespalten und die kupferreiche Phase gelangt zur Gewinnungselektrolyse. Die organische Phase wird mit dem Austrittselektrolyt dieser Elektrolyse erneut emulgiert. Der Elektrolyt dient als Abstreifloesung und der Prozesskreislauf ist geschlossen, nachdem man diese Emulsion dem Permeator wieder zufuehrt.