Das Projekt "Beitrag zur wissenschaftlichen Nutzlast Solar-C (EUVST) für die Phasen B/C (JAXA Phasen A1/A2/B/C/Beginn D) (vom 1. Juli 2021 bis 30. Juni 2024)." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung durchgeführt. Das wissenschaftliche Ziel von Solar-C (EUVST) ist die Untersuchung der Energetik und Dynamik der Sonnenatmosphäre auf der Grundlage von spektroskopischen und bildgebenden Beobachtungen, die mit hoher räumlicher Auflösung, hoher Lichtstärke, und hoher Kadenz erfolgen und die nahtlos von der Chromosphäre bis zur Korona reichen. Die wissenschaftlichen Ziele der Mission sind die Beantwortung der Fragen: 1) Wie führen grundlegende Prozesse zur Bildung der Sonnenatmosphäre und des Sonnenwindes? 2) Wie wird die Sonnenatmosphäre instabil und setzt die Energie frei, die Sonneneruptionen und -Flares antreibt? Die Durchführung der Mission wird von einem internationalen Konsortium unter Führung Japans verfolgt, dem Institute und Laboratorien in Japan, den Vereinigten Staaten und Europa angehören. EUVST, die wissenschaftliche Nutzlast von Solar-C (EUVST), ist ein 28cm-Teleskop, basierend auf einem Zwei-Element-Optikdesign (wie bei den EIS/Hinode- und SPICE/Solar-Orbiter Spektrometern). Das Fehlen eines Eingangsfilters, eine optimierte Breitband-Multilagenbeschichtungen für die Optik und Kameras mit Bildverstärkern für die langen Wellenlängenbänder liefern den beispiellosen optischen Durchsatz, der für eine hohe räumliche und zeitliche Spektroskopie erforderlich ist. Das MPS hat seit den frühen Phasen des Projekts eine wichtige Rolle bei der Definition und Entwicklung von EUVST gespielt. Das Ziel des MPS ist es, relevante Subsysteme bereitzustellen und eine Schlüsselrolle bei der Erprobung und Charakterisierung des Instruments unter Nutzung seiner hochmodernen Test-Einrichtungen zu spielen. Die Beiträge des MPS bestehen aus: i. Bereitstellung der Beschichtung des Hauptspiegels. ii. Bereitstellung der Hochspannungsversorgungen für die bildverstärkten Kameras. iii. Durchführung der Thermal-Vakuum-Tests auf Instrumentenebene. iv. Radiometrische Kalibrierung der Instrumente. v. Wissenschaftliche und technische Unterstützung für das Projekt.
Das Projekt "Internationale Senckenberg Convention Explain Science & Exhibit Nature" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung durchgeführt. Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung plant eine Erweiterung seiner Ausstellungsfläche um ca. 7.000m2. Hierzu soll das bestehende Museum in Frankfurt um einen Neubau erweitert werden. Um in dieser frühen Phase bereits ein Netzwerk aus Fachleuten für Architektur und Ausstellungsgestaltern aufzubauen, die sich der Nachhaltigkeit verpflichtet fühlen und die eine integrale Planung für den Neubau entwickeln können, fand am 6./7. Juni 2011 die erste International Convention Exhibit Nature & Explain Science statt. Mit der Convention verfolgen wir drei Ziele: 1) Aufbau eines Netzwerks zur Sicherung nachhaltiger Prozesse bei Gebäude und Ausstellungsinhalten Bereits in dieser frühen Phase sollten die Teilnehmer in einen Dialog treten, der es ermöglicht eine integrale Planung für den Museumsneubau zu entwickeln. Auch ein möglichst früher Start in die bilateralen Diskussionen zwischen Architekten und Szenographen spielen eine wichtige Rolle 2) Start einer Dialogplattform für die Öffentlichkeit Wir möchten diskutieren, welche umweltrelevanten Handlungsweisen ein Naturmuseum der Zukunft für jeden Einzelnen, eine Gruppe und die Gesellschaft aufzeigen kann. 3) Ausbau des Senckenberg Angebots Die Diskussionen sollen genutzt werden, um ein zukunftsfähiges Konzept für ein nachhaltiges Museumsangebot entwickeln zu können. Es ist weltweit ein Bauboom für Naturmuseen zu beobachten. Naturmuseen entwickeln sich zu touristischen Attraktionen im Wettbewerb der Destinationen. Andererseits steigt das gesellschaftliche Interesse an der Expertise der Forschungsmuseen bei Wirtschaft und Kultur. Naturmuseen leisten wichtige Beiträge zu Risikoabschätzungen wie für das Selbstverständnis der Menschen, die zur dominanten Art des Planeten Erde geworden sind und Verantwortung dafür tragen, dass menschliches Leben auch in Zukunft möglich bleibt. Senckenberg will den Transformationsprozess des eigenen Hauses als 'Projekt Senckenberg' zum Thema der Fachöffentlichkeit aber auch der interessierten Öffentlichkeit machen. Der Kongress 'Exhibit Nature & Explain Science' war der Start für diesen Prozess, der das Ausbauprogramm von Senckenberg am Standort Frankfurt begleiten wird.
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.
Das Projekt "Teilprojekt: Numerische Simulation komplexer Prozesse im Untergrund und der Haustechnik inkl. Unsicherheitsanalysen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig, Fakultät Ingenieurwissenschaften (ING) durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines standortbezogenen daten- und wissensbasierten Entscheidungshilfesystems zum Heizen und Kühlen von Stadtquartieren unter Nutzung oberflächennaher geothermischer Ressourcen. Das Entscheidungshilfesystem basiert auf der Erstellung und Erweiterung von Workflows, Bewertungskriterien und praxistauglichen wissenschaftlichen Komponenten als Prognoseinstrumentarien und soll in einer frühen Phase der Planung von Quartiersprojekten für Machbarkeitsstudien sowie auch im eigentlichen Auslegungsprozess zum Einsatz kommen. Als wissenschaftliche Komponenten werden innovative Verfahren für die geophysikalische Erkundung und das Monitoring, für die numerische Simulation komplexer Vorgänge sowie die integrierte 3D-Visualisierung heterogener Daten eingebracht.
Das Projekt "Teilvorhaben: Potentialidentifikation und Fallstudie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. Das Vorhaben adressiert die Entwicklung einer Methodik zur Bewertung von Wärmeintegrationsmaßnahmen mittels Brüdenkompression als Beitrag zur Reduzierung von CO2-Emissionen in der chemischen Industrie. Die zu entwickelnde Methode stützt die Entscheidungsfindung insbesondere in frühen Phasen der Verfahrensentwicklung sowie bei Machbarkeitsstudien. Dazu müssen die beiden Technologiefelder Verdichtung und Wärmeübertragung in einer Zusammenschau analysiert und bewertet werden. Durch eine gekoppelte Betrachtung von technischer Machbarkeit, wirtschaftlicher Konkurrenzfähigkeit und ökologischer Vorteilhaftigkeit gelingt eine integrierte und umfassende Bewertung möglicher Wärmeintegrationsmaßnahmen auf Basis bestehender Verdichter- und Wärmeübertragertechnologien. Anhand technisch relevanter Szenarien, wie der Wärmeintegration mittels Feedvorwärmung, als Sumpf- oder Zwischenverdampfer einer Trennkolonne, wird die Methodik entwickelt. Zur schnellen Identifizierung und Auswahl geeigneter Wärmeübertragungsapparate und Verdichtertechnologien werden Berechnungstools zum orientierenden Design aufgesetzt. In einer vergleichenden Betrachtung werden verschiedene Technologien zur Verdichtung und Wärmeintegration auf Basis einer zu erstellenden Datenbank ökonomisch und ökologisch bewertet. Eine integrierte Plattform mit einer Bedien- und Visualisierungsoberfläche unterstützt den Ergebnistransfer. Die Funktionalität der Bewertungsmethodik inkl. der Nutzung der integrierten Plattform in Form eines Graphical User Interfaces wird anhand ausgewählter Fallstudien der Industriepartner demonstriert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Verdichteradaption zum optimierten Einsatz in Wärmepumpen-Systemen bei Brüdenanwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAN Energy Solutions SE durchgeführt. Das Vorhaben adressiert die Entwicklung einer Methodik zur Bewertung von Wärmeintegrationsmaßnahmen mittels Brüdenkompression als Beitrag zur Reduzierung von CO2-Emissionen in der chemischen Industrie. Die zu entwickelnde Methode stützt die Entscheidungsfindung insbesondere in frühen Phasen der Verfahrensentwicklung sowie bei Machbarkeitsstudien. Dazu müssen die beiden Technologiefelder Verdichtung und Wärmeübertragung in einer Zusammenschau analysiert und bewertet werden. Durch eine gekoppelte Betrachtung von technischer Machbarkeit, wirtschaftlicher Konkurrenzfähigkeit und ökologischer Vorteilhaftigkeit gelingt eine integrierte und umfassende Bewertung möglicher Wärmeintegrationsmaßnahmen auf Basis bestehender Verdichter- und Wärmeübertragertechnologien. Anhand technisch relevanter Szenarien, wie der Wärmeintegration mittels Feedvorwärmung, als Sumpf- oder Zwischenverdampfer einer Trennkolonne, wird die Methodik entwickelt. Zur schnellen Identifizierung und Auswahl geeigneter Wärmeübertragungsapparate und Verdichtertechnologien werden Berechnungstools zum orientierenden Design aufgesetzt. In einer vergleichenden Betrachtung werden verschiedene Technologien zur Verdichtung und Wärmeintegration auf Basis einer zu erstellenden Datenbank ökonomisch und ökologisch bewertet. Eine integrierte Plattform mit einer Bedien- und Visualisierungsoberfläche unterstützt den Ergebnistransfer. Die Funktionalität der Bewertungsmethodik inkl. der Nutzung der integrierten Plattform in Form eines Graphical User Interfaces wird anhand ausgewählter Fallstudien der Industriepartner demonstriert.
Das Projekt "Teilprojekt: Integration innovativer Erkundungs-, Monitoring- und Visualisierungstechniken in Entscheidungshilfesystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltinformatik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines standortbezogenen daten- und wissensbasierten Entscheidungshilfesystems zum Heizen und Kühlen von Stadtquartieren unter Nutzung oberflächennaher geothermischer Ressourcen. Das Entscheidungshilfesystem basiert auf der Erstellung und Erweiterung von Workflows, Bewertungskriterien und praxistauglichen wissenschaftlichen Komponenten als Prognoseinstrumentarien und soll in einer frühen Phase der Planung von Quartiersprojekten für Machbarkeitsstudien sowie auch im eigentlichen Auslegungsprozess zum Einsatz kommen. Als wissenschaftliche Komponenten werden innovative Verfahren für die geophysikalische Erkundung und das Monitoring, für die numerische Simulation komplexer Vorgänge sowie die integrierte 3D-Visualisierung heterogener Daten eingebracht.
Das Projekt "ELFAS - Elastomerbasierte Dehnungsentkopplung zur Leistungssteigerung von Faserverbundbauteilen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Institut für Produkt Engineering, Lehrstuhl für Konstruktion und Kunststoffmaschinen durchgeführt. Der Einsatz von Elastomer-Faserverbund-Hybridmaterial (ELFA) eröffnet neue Potentiale in Leichtbauanwendungen. So können Fahrwerks- und Antriebsstrangelemente über eine Dehnungsentkopplung der hochbelasteten Faserverbundbereiche durch Elastomer-Zwischenbereiche hinsichtlich der Spannungsführung optimiert werden. Das Langzeitverhalten der Hybridbauteile für spezifische Anwendungsfälle zu prognostizieren, gestaltet sich jedoch aufgrund der Vielzahl an Einflussfaktoren als äußerst herausfordernd. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll ein anwendungsspezifisches Lebensdauersimulationssystem für ELFA-Bauteile entwickelt werden. Über Materialprüfungen werden die Werkstoffeigenschaften der Elastomere und der Faserverbundkunststoffe sowie das Grenzschichtverhalten des Verbundes auf Prüfkörperebene charakterisiert. Die Adaption des schädigungsgradabhängigen Materialverhaltens von Elastomeren und Faserverbundkunststoffen auf die konkreten Bauteile erfolgt über eine Kopplung von FE-Simulationen und Modellen zur nichtlinearen Schadensakkumulation. Die Validierung erfolgt über Prüfstandversuche an dem Anwendungsbeispiel einer Fahrwerks-Torsionsfeder. Über eine simulationsgestützte Lebensdauerprognose kann die Erprobungsphase im Entwicklungsprozess verkürzt und die Bauteilgeometrie in der frühen Phase beanspruchungsgerecht optimiert werden (Design for X). Einen weiteren Schwerpunkt des Projektes bildet die funktionale Bewertung der ausgewählten Materialkombination in anwendungsnahen Prototypenuntersuchungen an dem Anwendungsfall von flexiblen Antriebswellen. Das Ziel ist eine sensorgestützte Auswertung des ELFA spezifischen Steifigkeits- und Schwingungsdämpfungsverhaltens in einem umlaufenden Antriebsstrangprüfstand. Über eine schädigungsbedingte Degradation von Bauteilkennwerten kann zudem auf den Schädigungsfortschritt im Bauteil geschlossen werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Durchführung, Validierung und Bewertung von Szenariensimulationen für standortbasierte Nutzungsoptionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von geoENERGIE Konzept GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines standortbezogenen daten- und wissensbasierten Entscheidungshilfesystems zum Heizen und Kühlen von Stadtquartieren unter Nutzung oberflächennaher geothermischer Ressourcen. Das Entscheidungshilfesystem basiert auf der Erstellung und Erweiterung von Workflows, Bewertungskriterien und praxistauglichen wissenschaftlichen Komponenten als Prognoseinstrumentarien und soll in einer frühen Phase der Planung von Quartiersprojekten für Machbarkeitsstudien sowie auch im eigentlichen Auslegungsprozess zum Einsatz kommen. Als wissenschaftliche Komponenten werden innovative Verfahren für die geophysikalische Erkundung und das Monitoring, für die numerische Simulation komplexer Vorgänge sowie die integrierte 3D-Visualisierung heterogener Daten eingebracht.
Das Projekt "TRANSFORM - Vertrauenswürdige europäische SiC-Lieferkette für energieeffiziente Leistungselektronik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung durchgeführt. Übergeordnetes Ziel von TRANSFORM ist der Aufbau einer vollständigen und wettbewerbsfähigen europäischen Lieferkette für Leistungselektronik auf Basis von Siliziumkarbid (SiC)-Leistungshalbleitern. SiC-Technologien der nächsten Generation werden unterstützt und entwickelt. TRANSFORM setzt technische Ziele und beinhaltet einige revolutionäre Innovationen, die außereuropäische Technologien überholen und zu anwendungsgerechter, qualitativ hochwertiger, zuverlässiger und gesicherter Mengenversorgung und zu geringeren Kosten mit nachhaltigen Prozessen führen. Hauptziel dieses Teilvorhabens ist die Entwicklung eines zuverlässigen interdisziplinären Co-Development-Ansatzes auf Basis einer neuen kollaborativen, harmonisierten, interdisziplinären und lösungsraumspezifischen Entwicklungsmethodik sowie geeigneter Methoden und Prozesse, der eine wissensbasierte Engineering-Kooperation in SiC-Wertschöpfungsnetzwerken ermöglicht und dadurch auch eine zukünftige Industrialisierung in Europa sicherstellt. Die Entwicklung eines kollaborativen, interdisziplinären, phasen- und domänenübergreifenden Systementwicklungsprozesses sowie von Feedback-Informationsprozessen in der Produktentwicklung wird zur Unterstützung von SiC-Wertschöpfungsnetzwerken und -Lieferketten dienen (aufgrund von sich gravierend ändernden Entwicklungsabläufen, insbesondere in der frühen Phase). Grundlage der Optimierung der Prozesskette ist ein Ansatz des Model-Based Systems Engineering (MBSE), basierend auf digitalen Modellen und der Verwendung von Standards. Durch Aufbau einer integrierten, ganzheitlichen und interdisziplinären Gesamtsystemarchitektur und eines integrierten durchgängigen Anforderungsmanagements mit Methoden und Lösungen von MBSE und Product Lifecycle Management werden die Konsistenz und Zuverlässigkeit entscheidungskritischer Informationen und damit auch die Nachvollziehbarkeit getroffener Entscheidungen in SiC-Wertschöpfungsnetzwerken beim Auflösen und Formulieren von Anforderungen verbessert.
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| Bund | 16 |
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