Das Projekt "FB2-Hybrid - Querschnittsplattform Hybridisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Helmholtz Institut Ulm (HIU) für Elektrochemische Energiespeicherung (HIU) durchgeführt. Die Entwicklung hochleistungsfähiger Lithium-Metall-Batterien ist eine der vielversprechendsten Möglichkeiten für eine weitere Steigerung der Energiedichte. Aktuell ist die einzige am Markt verfügbare Technologie eine Lithium-Polymer-Batterie. Aufgrund der geringen ionischen Leitfähigkeit bei Raumtemperatur müssen diese Batteriezellen jedoch bei Temperaturen im Bereich von 60-80 Grad Celsius betrieben werden. Zudem verhindert die geringe elektrochemische Stabilität des enthaltenen PEO-basierten Elektrolytsystems gegenüber hohen Zellspannungen die Nutzung von Hochenergie-Kathodenmaterialien. Die Arbeiten im Rahmen von FB2-Hybrid bauen auf den bereits sehr guten Ergebnissen von FestBatt-1 auf, um diese Herausforderungen zu adressieren und zu bewältigen. Ziele sind die erfolgreiche Entwicklung, Optimierung und Validierung intelligenter Hybridelektrolytsysteme basierend auf einer keramischen und einer polymeren Phase. Hierfür werden verschiedene Zellkonzepte und Elektrolytarchitekturen entwickelt, wobei der Fokus der Arbeiten am HIU auf der Entwicklung geeigneter polymerer Phasen für solche Systeme liegt, inklusive der Einbringung in die keramische Phase bzw. vice versa. Die Arbeiten werden begleitet durch eine umfassende und systematische physikochemische und elektrochemische Charakterisierung und Ringversuche, um sicherzustellen, dass die erzielten Ergebnisse personen- und maschinen-unabhängig erhalten werden können. Das hohe Maß an Expertise im Gesamtverbund und Cluster als Ganzes in Kombination mit der intensiven Zusammenarbeit der beteiligten Partner verspricht gute Erfolgsaussichten zur Erreichung dieser Ziele.
Das Projekt "Vorhaben I: Vulkanische und hydrothermale Prozesse im nördlichen Tonga-Inselbogen und Lau Backarc Becken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Geozentrum Nordbayern, Lehrstuhl für Geologie (Endogene Geodynamik) durchgeführt. Ozeanische Inselbögen zeigen eine Entwicklung mit verschiedenen tektonischen Phasen, die durch die Bildung und Eruption unterschiedlicher Magmen gekennzeichnet sind. Boninite haben eine ungewöhnliche chemische Zusammensetzung und treten offenbar typischerweise in der frühen Entwicklungsphase von Inselbögen auf, wobei sie sich bei der Aufschmelzung von sehr verarmtem Mantel bilden. Eines der Hauptziele des vorgeschlagenen Projekts ist die stratigraphische Beprobung von Krustenprofilen an Abschiebungen des NE Tonga Rückens und Lau Backarc Beckens wo Boninite offenbar sehr häufig auftreten. Laven der nördlichen Tonga Inseln haben ungewöhnliche Zusammensetzungen, die eine starke Verarmung des Mantels und eine Anreicherung durch Fluide anzeigen, während Laven im Backarc teilweise einen Einfluss des Samoa Mantelplumes widerspiegeln. Der Vulkan Niuatahi im Lau Backarc zeigt eine sehr ungewöhnliche Struktur und ist umgeben von jungen Lavaströmen und vulkanischen Rücken, die bis zum NE Lau Backarc Spreizungsrücken reichen, so dass hier die Magmenbildung und Mischungsprozesse vom Inselbogen bis zum Backarc untersucht werden kann. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts sollen verschiedene Vulkane im Inselbogen und im Backarc beprobt werden, um die verschiedenen Mantelquellen zu definieren und die Dynamik und die Schmelzprozesse des Mantelkeils zu bestimmen. Außerdem soll der Zusammenhang zwischen dem Vulkanismus, der Magmenzusammensetzung, der Magmenentgasung und der hydrothermalen Aktivität bestimmt werden, um den Eintrag von magmatischen Volatilen und Metallen in die hydrothermalen Fluide und Präzipitate zu definieren.
Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: greenventory" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von greenventory GmbH durchgeführt. Das Team greenventory entwickelt eine Software-as-a-Service Lösung für die Inventarisierung und Optimierung von komplexen Energiesystemen wie Versorgungsgebieten, Städten oder Quartieren. Der technologische Kern der Software wird derzeit im EXIST-Forschungstransfer Phase I aufgebaut. Die Arbeiten verlaufen weitestgehend nach Plan und wichtige Algorithmen wurden in Pilotprojekten demonstriert. Die Grundfunktionen der SaaS sind fortgeschritten. Diese werden mit ersten Pilotanwendern und in reduziertem Funktionsumfang erprobt und kontinuierlich verbessert. Als Zielkunden haben sich Stadtwerke herauskristallisiert. Für die Vorbereitung eines erfolgreichen Markteintritts in dieser Zielgruppe sind folgende Entwicklungen in der beantragten Phase II geplant: Schwerpunkt 1 - Wärmeplanung: Eine Stärke von greenventory liegt momentan in elektrischen Themen: PV, Batterie und Elektromobilität. Das Thema Wärme bietet große Marktchancen, ist jedoch bisher zu wenig berücksichtigt. In den letzten Monaten wurde das Thema durch regulatorische und marktbedingte Veränderungen das dominierende Thema bei Stadtwerken und Energieversorgern. Die SaaS-Lösung soll daher um ein Modul zur Wärmeplanung ergänzt werden. Schwerpunkt 2 - Versorgungskonzepte: Es hat sich gezeigt, dass der große Painpoint und auch die größte Zahlungsbereitschaft im Bereich der Umsetzungsvorbereitung liegt. Der zentrale Schritt hierzu ist eine Funktion zur automatisierten Wirtschaftlichkeitsberechnung und der Erstellung von Angeboten. Die bisherige SaaS muss daher um diese Funktionalität erweitert werden, um noch näher an die Umsetzung heranzukommen und eine größere Wertschöpfungstiefe beim Kunden zu erreichen. Damit möchte greenventory die Grundlage für eine Anschlussfinanzierung, einen erfolgreichen Markteintritt und mittelfristig für die angestrebte skalierende Unternehmensentwicklung legen.
Das Projekt "Zertifizierung von Biokraftstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr. Norbert Schmitz, meo Consulting Team durchgeführt. Zielsetzung des Vorhabens ist die Erstellung eines implementierungsfähigen Zertifizierungskonzeptes, das dazu beitragen soll, dass Biokraftstoffe entlang der Wertschöpfungskette auch wirklich nachhaltig gewonnen werden. Der konzeptionelle Vorschlag soll gemeinsam mit Vertretern der relevanten Ministerien und Institutionen, den verschiedenen Industrien, Handels- und sonstigen Unternehmen sowie Vertretern von NGOs entwickelt werden. Durch die Einbindung dieser Partner soll die spätere Umsetzung erleichtert werden. Der Vorschlag soll zunächst im Pilot und national, später auch international umgesetzt werden. Das Gesamtvorhaben soll in vier, aufeinander aufbauenden Phasen abgewickelt werden: (1) Erstellung Gesamtkonzept, (2) Internationalisierung, (3) Ausgestaltung System, (4) Implementierung. Als konkretes Ergebnis des Projektes wird ein Masterplan für die Einführung eines Zertifizierungssystems für Biokraftstoffe erwartet. Dieses Zertifizierungssystem soll zunächst in Pilotanwendungen und national, später international zum Einsatz gebracht werden.
Das Projekt "SÖF-Biodiwert: Ganzheitliches Biodiversitätsmanagement in der Baustoffindustrie: Strategien und Maßnahmen zum Schutz der biologischen Vielfalt im Kontext des Rohstoffabbaus (GiBBS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) GmbH durchgeführt. Die Phase I des Vorhabens zielt darauf ab, sich eine Übersicht über Unternehmen, Verbände und Abbaustätten und deren Lebensraumtypen zu verschaffen sowie eine Machbarkeitsstudie für die in Phase II geplante Entwicklung und branchenweite Einführung eines Biodiversitätsmonitorings durchzuführen. Weiterhin sollen der methodische und organisatorische Rahmen für das Monitoring ausgearbeitet und erste konzeptionelle Überlegungen zu dessen Übertragbarkeit angestellt werden. Die Ergebnisse bilden die Grundlage in die weitere Konkretisierung der Phase II.
Das Projekt "Wirtschaftlichkeit neu denken: Investitionsentscheidungen im Dienste des Umweltschutzes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. a) Das Ziel des Vorhabens ist, Investitionsentscheidungen besser zu verstehen und Wirtschaftlichkeitskalküle zugunsten des Umweltschutzes und der Ressourcenschonung zu verändern. Dies ist für den Übergang zu einer Grünen Wirtschaft von zentraler Bedeutung. Mit Hilfe empirischer Ansätze sollen zunächst in Schlüsselbereichen Investitionsentscheidungen untersucht werden, um kritische Einflussfaktoren zu identifizieren (u.a. Entwicklung von Technologien, Preisen, Kosten, Phase im Investitionszyklus). Außerdem soll analysiert werden, wie groß in den verschiedenen Bereichen die Lücke zur Umsetzung umweltfreundlicher Investitionsalternativen ist und wie Wirtschaftlichkeitskalküle durch politische Instrumente so modifiziert werden können, dass notwendige umweltfreundliche Investitionsalternativen umgesetzt werden. Dabei ist für ausgewählte Bereiche der bestehende Ordnungsrahmen (z.B. marktliche Konventionen, gesetzliche Vorgaben, fiskalische Anreize) auf Hemmnisse zu untersuchen. Dann sind konkrete umweltpolitische Vorschläge für die Weiterentwicklung des Ordnungsrahmens zu entwickeln, um umweltfreundliche und volkswirtschaftlich sinnvolle Investitionen anzuregen. Ausgewählte Wirtschaftlichkeitskalküle sollen mit Hilfe geeigneter Analysetools illustrativ dargestellt werden. Dabei soll insbesondere die Wirtschaftlichkeit von Schlüsseltechnologien der Dekarbonisierung, die gleichzeitig die Resourcen schont, untersucht und beispielhaft dargestellt werden. b) Output: Es ist zu erwarten, dass das Vorhaben ein besseres Verständnis von umweltrelevanten Investitionsentscheidungen ermöglicht und dadurch wichtige Impulse für die Weiterentwicklung der Umweltpolitik gibt. Dabei geht es u.a. um die Förderung von Investitionen für Klimaschutz, Ressourceneffizienz, umweltfreundliche Mobilität, emissionsarme Industrieanlagen oder umweltfreundliche Landwirtschaft. Konkrete Vorschläge: bessere Gestaltung von Förderprogrammen und Neufassung von Wirtschaftlichkeitskriterien im Ordnungsrecht.
Das Projekt "Zweite Phase des Projektes Entwicklung und Erprobung eines digitalen Bilderkennungs- und Bildverarbeitungsverfahrens zur objektiven Zustandserfassung von Kanalisationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachbereich 18 Elektrotechnik und Informationstechnik durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel des Vorhabens ist, das Verfahren zur standardisierten und qualitativ hochwertigen Zustandsprotokollierung von Kanalhaltungen basierend auf PANORAMO-Inspektionsdaten weiterzuentwickeln und unter praxisnahen Bedingungen zu evaluieren. Hierbei wird auf bereits in Phase 1 erzielte Arbeitsergebnisse aufgesetzt. Im Einzelnen werden dabei die folgenden vier Teilziele verfolgt: - Differenzierung und Vermessung der Schadensmuster - Erweiterung auf Betonhaltungen - Integration in das PANORAMO-System - Bewertung der Praxistauglichkeit. Fazit: Es ist vor o.g. Hintergrund grundsätzlich anzustreben, diese wertvollen Ansätze im Hinblick auf die Bedürfnisse der Zielgruppe (kommunale Netzbetreiber) fortzuschreiben, um die bestehenden Entwicklungsansätze kurzfristig zur Praxisreife im Sinne einer spürbaren Entlastung der Inspekteure bei der Inspektion des Altbestandes zu führen. Ansätze bzw. mögliche Arbeitspakete, die nach wie vor als viel versprechend angesehen werden und aus ökonomischer wie ökologischer Sicht in weiteren Forschungs- und Entwicklungsvorhaben vorangetrieben werden sollten, wurden im Abschlussbericht beschrieben.
Das Projekt "Teilprojekt D03: Abschätzung der CO2- und Feuchteflüsse mittels 4-dimensionaler variationaler Assimilation von In-situ- und Fernerkundungsdaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisches Institut für Umweltforschung an der Universität zu Köln e.V. durchgeführt. Zur Abschätzung der Boden-Atmosphäre-Flüsse von CO2 und Feuchte des gesamten Einzugsgebietes der Rur ist die beschränkte Anzahl der Kovarianzmessstationen völlig unzureichend. Ferner sind auch gekoppelte Atmosphären- und Bodensimulationen allein nicht von ausreichender Güte. Die 4-dimensionale variationale (4D-var) Datenassimilation bietet eine Möglichkeit, mit Beobachtungen konsistente Flussimulationen zu modellieren und hieraus verbesserte Abschätzungen zu gewinnen. In dem Teilvorhaben D3 wird aufbauend auf die in der ersten Phase erfolgten Entwicklung des adjungierten Codes des Common Land Models dieses mit dem vorhandenen adjungierten Weather Research and Forecasting Modell gekoppelt und zu einem 4D-var-System verbunden und zur Flussabschätzung angewendet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung generischer IKT-Werkzeuge für Planung und Betrieb elektrischer Netze mit Methoden des aktiven Netzmanagements" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, E.ON Energy Research Center, Institute for Automation of Complex Power Systems durchgeführt. Aufgrund von weitreichenden Veränderungen im Energiesektor durch den zunehmenden Anteil der erneuerbaren und dezentralen Erzeugung in Verteilnetzen entsteht ein Bedarf an Werkzeugen zur Unterstützung der einfachen Integration erneuerbarer und dezentraler Energieressourcen. Dem 'Active Network Management' (Aktives Netzmanagement, ANM), welches dynamische Erzeugungs- und Lastprozesse im Verteilnetz koordiniert regelt, kommt immer größere Bedeutung zu. Flexibel einsetzbare Werkzeuge für Planung und Betrieb dieser modernen Verteilnetze im Sinne des Smart Grids werden benötigt, um eine sichere und energieeffiziente Energieversorgung zu gewährleisten. In ANM4L entwirft und entwickelt die RWTH eine interoperable und replizierbare IKT-Toolbox für Planung und Betrieb elektrischer Verteilnetze mit ANM-Methoden. Die Toolbox wird generischen Charakter haben und unterschiedliche existierende Planungstool integrieren. Durch den generischen Charakter wird die Replizierbarkeit und Übertragbarkeit gewährleistet. Die Ergebnisse werden in Feldtests verifiziert. Nach einer ersten Phase der funktionalen Spezifikation der Anforderungen, basierend auf der Identifikation der Bedarfe sowie deren Inhaber werden die daraus abgeleiteten Entwicklungen der RWTH angestoßen. Durch die RWTH wird insbesondere die Integration einer übergreifenden IKT Lösung für die ANM Planung und den Betrieb erarbeitet, welche in generischer Art und Weise existierende Werkzeuge berücksichtigt. In Feldtests in Schweden und Ungarn werden die Ergebnisse umgesetzt, bevor weitere Arbeiten der RWTH die Replikationsprozesse adressieren werden. Neben Aktivitäten im Rahmen der ERA-Net Knowledge Community wird die RWTH auch zur öffentlichen Dissemination über wissenschaftliche Publikationen beitragen.
Das Projekt "Herstellung transgener Zellkulturen von Tabak, die die humanen Cytochrom-P450-Monooxygenasen CYP1A1 oder CYP1A2 exprimieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik durchgeführt. Xenobiotika sind organische Verbindungen die nicht durch Organismen bio-synthetisiert werden und die folglich fremd in der Biosphäre sind. Xenobiotika umfassen Pestizide, Pharmaka und industrielle Schadstoffe; sie gelangen in die Organismen durch Zufall oder durch beabsichtigte Anwendung. Da Xenobiotika negative Effekte auf Organismen ausüben können, wird heutzutage von den entsprechenden Zulassungsbehörden aller Staaten gefordert, ihre Toxizität und ihren Metabolismus vor Gebrauch zu untersuchen. Im Falle von Pestiziden werden Metabolismus-Daten bereits in frühen Stadien bei der Entwicklung von Kandidaten benötigt, da Metaboliten unerwüschte toxische Effekte zeigen können. Ähnliches gilt für Pharmaka und bis zu einem gewissen Grad auch für industrielle Schadstoffe. Darüberhinaus spielt der Metabolismus eine entscheidende Rolle bei Toleranz, Resistenz und Suszeptibilität, z.B. bei Herbiziden und Insektiziden, sowie bei Phänomenen, die man bei Medikamenten und Carcinogenen beobachtet. Bei allen Aspekte des Metabolismus von Xenobiotika bedarf es einer vollständigen chemischen Identifizierung von Metaboliten. So wurden verschiedene in vitro-Systeme, inklusive Pflanzenzellkulturen, entwickelt um rasch ein breites Spektrum an Metaboliten zum Zweck ihrer Identifizierung zu generieren. Diese Screening-Prozeduren unterstützen unvermeidliche Studien, nachfolgend oder gleichzeitig mit Organismen unter relevanten Bedingungen durchgeführt werden. Der Metabolismus von Xenobiotika im Menschen, in Tieren und höheren Pflanzen wird gewöhnlich in drei Phasen eingeteilt: Transformation (Phase I), Konjugation (Phase II) und Exkretion in Mensch/Tier oder Kompartimentierung in Pflanzen (Phase III). Typische Phase I- Reaktionen sind die Oxidation, Hydrolyse and Reduktion. Bei den entstehenden primären Metaboliten handelt es sich um jene Umwandlungsprodukte, die auf Grund ihrer möglichen toxischen Eigenschaften wichtig z.B. für die Bewertung von Pestiziden sind. Die wichtigsten Phase I-Prozesse sind oxidative Reaktionen. (...) Das Projekt verbindet i) die wichtige Rolle von P450s beim Xenobiotika-Metabolismus, ii) die breite Substratspezificität humaner P450s, iii) das zweckmäßige in vitro-System pflanzlicher Zellkulturen, das oft in unserem Labor eingesetzt wird, und iv) die einfache Art und Weise, in der katalytisch aktive P450s in Pflanzenzellen exprimiert werden können. Es ist gedacht als Methode, um rasch und qualitativ die Hauptmuster oxidierter Metaboliten von Xenobiotika zu ermitteln und speziell interessierende Metaboliten in größerem Maßstab für eine vollständige chemische Identifizierung zu produzieren. Das Projekt stellt einen ersten Schritt einer Reihe von Untersuchungen dar. Dazu wurden Zellsuspensionskulturen von Tabak mit den Genen von humanem CYP1A1 und CYP1A2 transformiert. Die resultierenden P450-transgenen Zellkulturen wurden dannin Metabolismusstudien mit den Herbiziden Atrazin und Metamitron sowie dem Insektizid Dimethoat eingesetzt.
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