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Hauptverbreitungsgebiete für Industrieminerale in Bayern

Als Hauptverbreitungsgebiet eines Rohstoffes wird ein großräumig unbegrenztes, geologisch heterogen aufgebautes Gebiet mit möglichen und wahrscheinlichen, bisher im Einzelnen noch nicht untersuchten oder bekannten Rohstoffvorkommen oder –lagerstätten bezeichnet. Hier dargestellt werden die Hauptverbreitungsgebiete von Industriemineralen, wie z.B. Kaolin (z.B. Füllstoff in Papierindustrie), Bentonit (z.B. Lebensmittel- und Bauindustrie), Graphit (z.B. Batterien, Bleistifte) und Kieselerde (z.B. Füllstoff in chemischer Industrie). Als Attribute angehängt sind Rohstoffgruppe, Rohstoff, Flächenkategorie und Steckbrief. Ein mit den Flächen verknüpfter Steckbrief liefert Informationen unter Anderem bezüglich der Gesteinsentstehung und -eigenschaften, Gewinnung, Verwendung und wirtschaftlicher Bedeutung des vorgestellten Rohstoffes. Als Datengrundlage für die Modellierung der Hauptverbreitungsgebiete diente die Digitale Geologische Karte 1:25.000 (dRK25), deren geologischen Einheiten den rohstoffgeologischen Einheiten zugeordnet wurden, die Karte oberflächennaher Rohstoffe (KOR200) im Maßstab 1:200.000, Flächen der Regionalplanung im Maßstab 1:100.000 (VR/VB), Rohstoffgewinnungsflächen und die Lagerstättenkarte von Bayern 1:500.000. Bitte beachten: Der vorliegende Datensatz ist nicht tagesaktuell. Der Darstellungsmaßstab ist 1:2.000.000 bis 1:120.000. (Stand 2020)

E-CycliBatt - Elektrochemisches Recycling von Li-Ionen Batterien

Schwerpunktprogramm (SPP) 2248: Polymer-basierte Batterien; Priority Program (SPP) 2248: Polymer-based batteries, Aufklärung von Degradationsmechanismen in Polymer-basierten Dual-Ionen-Batterien und Entwicklung von Strategien zur Leistungsoptimierung

Polymer-basierte Batterien gelten als aussichtsreiche Kandidaten für eine nachhaltige Energiespeicherung, was u.a. motiviert wird durch einen reduzierten Energieverbrauch bei der Herstellung, eine einfachere Recyclingfähigkeit sowie die Verwendung leicht zugänglicher Materialien und dem Austausch kritischer Metalle. Aktuell leiden Polymer-basierte Batterien jedoch unter diversen Herausforderungen hinsichtlich ihrer elektrochemischen Performanz, insbesondere einer geringen Energiedichte oder nicht ausreichender Zyklenstabilität. Zudem fehlt aktuell noch ein grundlegendes Verständnis bzgl. der Kapazitätsverluste der Zellen sowie der auftretenden Alterungsmechanismen an den Elektroden/Elektrolyt-Grenzflächen. In diesem Projekt soll ein Spezialtyp einer Polymer-basierten Batterie systematisch untersucht werden, eine sogenannte Polymer-basierte Dual-Ionen-Batterie (DIB), welche organische Materialien des n- und p-Typs zur simultanen Speicherung von Kationen und Anionen verwendet. Das DIB-System unterscheidet sich von klassischen Polymer-Batterien basierend auf dem Kationen- oder Anionen-'Rocking-Chair'-Prinzip, da hier nicht nur eine Ionensorte, sondern sowohl Kationen als auch Anionen beteiligt sind. Dieses Speicherprinzip bietet verschiedene Vorteile, wie u.a. eine hohe Variabilität möglicher Kation-Anion-Paare sowie typischerweise eine hohe Zellspannung, die durch geeignete Polymermaterialien erreicht werden kann. Zur Entwicklung Polymer-basierter DIB-Systeme mit verbesserter Energiedichte und Stabilität werden in diesem Projekt verschiedene Strategien adressiert: (I) Design neuartiger Polymermaterialien mit höherem Arbeitspotential für die positive Elektrode ('Spannungstuning'), (II) Entwicklung von Hybridsystemen wie Graphit / Polymer mit hoher Zellspannung, (III) Entwicklung von 'All-Polymer'-DIB-Systemen, mit verschiedenen Konzepten wie der Entwicklung ambipolarer Polymersysteme sowie sogenannter 'Reverse-All-Polymer-DIB-Systeme'. Die verschiedenen Polymer-DIB-Systeme sollen hinsichtlich ihrer elektrochemischen Performanz umfassend untersucht werden, wobei der Einfluss der Elektrolytformulierung und der gebildeten 'Interphasen' auf die reversible Kapazität und Stabilität während der Lade-/Entladezyklisierung im Vordergrund der Untersuchungen stehen. Zu diesem Zweck werden verschiedene ex-situ und in-situ Analysen durchgeführt, um wichtige und umfassende Einblicke in die mechanistischen Eigenschaften der Kationen- bzw. Anionen-Speicherung, die Stabilität der Polymermaterialien und die Rolle der 'Interphasen' zu erhalten. Es wird erwartet, dass die in diesem Projekt gewonnenen grundlegenden Erkenntnisse für die Entwicklung verbesserter polymerer Aktivmaterialien und optimierter Elektrolyte für Polymer-basierte DIB-Zellen mit hoher Energiedichte und Zyklenstabilität von großer Bedeutung sind.

Errichtung und Betrieb einer Lageranlage (G219) zur Lagerung von Black Mass und Abfällen aus der CAM-Produktion auf demBetriebsgelände der BASF Schwarzheide GmbH in 01986 Schwarzheide; Vorhaben-ID Süd-G00523

Die Firma BASF Schwarzheide GmbH, Schipkauer Straße 1 in 01986 Schwarzheide, beantragt die Genehmigung nach § 4 des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG), auf dem Grundstück Schipkauer Straße 1, 01986 Schwarzheide in der Gemarkung Schwarzheide, Flur 6, Flurstück 470 eine Anlage zum Lagern von Abfällen über einen Zeitraum von jeweils mehr als einem Jahr mit einer Aufnahmekapazität von 10 Tonnen oder mehr je Tag zu errichten und zu betreiben. Bei dem Vorhaben handelt es sich um eine Anlage der Nummer 8.14.2.1 GE des Anhangs 1 der Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen (4. BImSchV) sowie um ein Vorhaben nach der Nummer 8.9.1.1 X der Anlage 1 des Gesetzes über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG). Für das Vorhaben besteht somit die Pflicht zur Durchführung einer Umweltverträglichkeitsprüfung. Weiterhin fällt das beantragte Vorhaben gemäß § 3 der 4. BImSchV unter die Industrieemissions-Richtlinie. Für das Vorhaben wurde darüber hinaus eine wasserrechtliche Erlaubnis gemäß § 8 in Verbindung mit § 10 des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) zur Benutzung eines Gewässers bei der unteren Wasserbehörde des Landkreises Oberspreewald-Lausitz beantragt. Gegenstand dieses Verfahrens ist die Versickerung von Niederschlagswasser. Das Vorhaben umfasst im Wesentlichen die Ertüchtigung des bestehenden Gebäudes G219 auf dem Blockfeld G200 auf dem Betriebsgelände der BASF Schwarzheide GmbH und dessen Nutzung als Lageranlage für die Lagerung von Abfällen aus der Herstellung und dem Recycling von Lithiumionen-Batterien, darunter Black Mass (getrocknet oder pyrolysiert) und Abfälle aus der Produktion von kathodenaktiven Materialien (unter anderem Fehlchargen, Filterstäube), mit einer Aufnahmekapazität von 90 Tonnen pro Tag und einer Gesamtlagerkapazität von 2 500 Tonnen. Die Umschlagmenge beträgt 5 000 Tonnen pro Jahr. Bei Black Mass handelt es sich um ein pulverisiertes Stoffgemisch, unter anderem bestehend aus Mischoxiden von Nickel, Cobalt, Mangan, Aluminium und Lithium, Metallen (zum Beispiel Kupfer, Eisen und Aluminium), Lithiumsalzen, Graphit sowie Lösungsmitteln und Polymeren, das teilweise als wassergefährdend, störfallrelevant beziehungsweise als Gefahrstoff deklariert ist. Die Inbetriebnahme der Anlage ist für Oktober 2023 vorgesehen.

Hocheffiziente, kostengünstige und langlebige Natrium-Ionen-Batterie Zellen

Zielsetzung: Batterien spielen eine entscheidende Rolle in der Transformation der (Strom-)Wirtschaft zu einer CO2 neutralen Zukunft. Die Emissionsreduktion hängt primär vom vorliegenden Strom- bzw. Energiemix ab. Einerseits für den Energieaufwand während der Erzeugung, andererseits während ihres Betriebs. Überdies dürfen CO2 Emissionen für die Erzeugung, Raffinierung und den Transport von Grundmaterialien nicht vernachlässigt werden. Hier setzen die in diesem Projekt beschriebenen Innovationen an. Aktuelle State-of-the-Art LIB Batterien verwenden einerseits nicht weltweit geläufige Rohstoffe, wie Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan und Graphit. Diese Rohstoffe werden primär in China raffiniert. Die so hergestellten Ausgangsmaterialien werden dann ihrerseits erneut über weite Strecken transportiert. Anodenseitig wird aktuell Graphit verwendet. Beispielsweise stammen sowohl natürlicher (74%) als auch synthetischer Graphit (51%) primär aus China, weswegen chinesische Exportrestriktionen auf diesen essentiellen Zellbestandteil ein zusätzliches Hemmnis für die europäische LIB Technologie darstellen. Zusätzlich bedürfen LIB Batterien deutlich mehr CO2 in der Herstellung aufgrund der Anforderung an die Trockenräume, was bei NIB zumindest mit zusätzlicher Forschung deutlich reduzierbar wäre. Im Gegensatz dazu beruhen die Materialien für hier entworfene NIB auf weltweit geläufigen Mengenrohstoffen, was sowohl Kosten, CO2 Emissionen, Umweltbelastungen, und eben auch Abhängigkeiten von außereuropäischen Ländern minimiert. Für eine Transformation hin zu einer nachhaltigen, erneuerbaren Wirtschaft sind billige Energiespeicher essenziell. Seit langem werden in den Roadmaps NIB als die beste Zukunftstechnologie bezeichnet, um möglichst kostengünstige Energiespeicher zu bauen. Daher wurde ein Konzept der vertikalen Integration entlang der Wertschöpfungskette erarbeitet, dass mit hoher Erfolgswahrscheinlichkeit, binnen von zwei Jahren zu einem NI-Batteriepack Prototyp führen soll. Der große Vorteil darin besteht in der raschen Weitergabe von Innovationssprüngen an den Prototypen und eventuellen Produkten. Die Zielsetzung ist eine Zelle mit einer Energiedichte von 180 Wh/kg zu entwickeln, welche dann in Endanwendungen wie Gabelstapler, Heimspeicher, und stationäre Speicher eingesetzt werden kann. Durch den angestrebten niedrigen Preis pro kWh für NIB’s sind alle Anwendungen mit einer niedrigen bis mittleren Energiedichte denkbar. Fazit: In diesem Projekt wurde eine Methode entwickelt, um Mangan-dotiertes preussisch Weiss deutlich langlebiger zu machen - mit Zyklenzahlen, die man auch von Lithium-Eisen-Phosphat Akkus kennt, die schon bisher als sehr langlebig gelten. Durch die Erhöhung Spannung können der wesentliche Nachteil der geringeren Energiekapazität von preussisch Weiss mitigiert werden. Das so entstandene Material kann nicht nur LFP, sondern auch NiCd und Blei-Säure Batterien ersetzen.

Errichtung und Betrieb einer Lageranlage (D266) zur Lagerung von Black Mass und Abfällen aus der CAM-Produktion auf dem Betriebsgelände der BASF Schwarzheide GmbH in 01986 Schwarzheide; Vorhaben-ID: Süd-G00524

Die Firma BASF Schwarzheide GmbH, Schipkauer Straße 1 in 01986 Schwarzheide, beantragt die Genehmigung nach § 4 des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG), auf dem Grundstück Schipkauer Straße 1, 01986 Schwarzheide in der Gemarkung Schwarzheide, Flur 6, Flurstück 470 eine Anlage zum Lagern von Abfällen über einen Zeitraum von jeweils mehr als einem Jahr mit einer Aufnahmekapazität von 10 Tonnen oder mehr je Tag zu errichten und zu betreiben. Bei dem Vorhaben handelt es sich um eine Anlage der Nummer 8.14.2.1 GE des Anhangs 1 der Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen (4. BImSchV) sowie um ein Vorhaben nach der Nummer 8.9.1.1 X der Anlage 1 des Gesetzes über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG). Für das Vorhaben besteht somit die Pflicht zur Durchführung einer Umweltverträglichkeitsprüfung. Weiterhin fällt das beantragte Vorhaben gemäß § 3 der 4. BImSchV unter die Industrieemissions-Richtlinie. Für das Vorhaben wurde eine Zulassung vorzeitigen Beginns gemäß § 8a BImSchG beantragt. Das Vorhaben umfasst im Wesentlichen die Ertüchtigung des bestehenden Gebäudes D266 auf dem Blockfeld D200 auf dem Betriebsgelände der BASF Schwarzheide GmbH und dessen Nutzung als Lageranlage für die Lagerung von Abfällen aus der Herstellung und dem Recycling von Lithiumionen-Batterien, darunter Black Mass (getrocknet oder pyrolysiert) und Abfälle aus der Produktion von kathodenaktiven Materialien (unter anderem Fehlchargen, Filterstäube), mit einer Aufnahmekapazität von 90 Tonnen pro Tag und einer Gesamtlagerkapazität von 4 500 Tonnen. Bei Black Mass handelt es sich um ein pulverisiertes Stoffgemisch, unter anderem bestehend aus Mischoxiden von Nickel, Cobalt, Mangan, Aluminium und Lithium, Metallen (zum Beispiel Kupfer, Eisen und Aluminium), Lithiumsalzen, Graphit sowie Lösungsmitteln und Polymeren, das teilweise als wassergefährdend, störfallrelevant beziehungsweise als Gefahrstoff deklariert ist. Die Inbetriebnahme der Anlage ist für September 2024 vorgesehen.

Salinity, temperature, pH, and fluorescent dissolved organic matter (fDOM) measurements in surface waters within DynaCom experimental islands and saltmarsh enclosed plots at different elevation levels, Spiekeroog, Germany, 2018-08 to 2022-01

Data were collected between August 2018 and January 2022 as part of the research unit DynaCom (Spatial community ecology in highly dynamic landscapes: From island biogeography to metaecosystems) of the Universities of Oldenburg, Göttingen, and Münster, the iDiv Leipzig and the Nationalpark Niedersächsisches Wattenmeer. Measurements were conducted almost bi-/monthly on experimental islands and salt marsh enclosed plots located in the back barrier tidal flat and salt marsh of the island of Spiekeroog (Germany). Field-based in situ measurements of salinity, temperature, and pH were conducted using portable hand-held instruments in groundwater (filter tubes within experimental plots) and in surface waters from a tidal channel (ITC) adjacent to the experimental islands and a tidal pond (STP) in the pioneer zone of the salt marsh. Measurements were performed and samples were taken during the day between 3 hours before and 3 hours after low tide. From August 2018 to September 2019 a HQ40D digital two-channel multi meter equipped with a pre-calibrated Intellical CDC401 field 4-pole graphite conductivity cell (Hach Lange GmbH, Germany) was used to measure temperature (°C) and salinity (psu). The same device was used for pH measurements with an Intellical PHC101 field low maintenance gel filled pH electrode (Hach Lange GmbH, Germany). The pH electrode was calibrated before each fieldwork using single-use pH buffer solutions (pH 4.01, 7.00, 10.01, Hach Lange GmbH, Germany). Since October 2019, salinity and temperature were measured using a Multi 3510 IDS SET 4 handheld device equipped with a TetraCon® 925/LV 4-Pol-IDS conductivity electrode with graphite cells (WTW, Xylem Analytics Germany GmbH, Germany). Fluorescent dissolved organic matter (FDOM, ppb QSE) was measured using an AquaFluor Modell 80000-010 for UV-420 (Turner Designs Inc., USA), pre-calibrated in the laboratory. For this, water samples were taken from the field to a nearby mobile central field unit and were filtered within 1-2 hours after sampling using 25 mm Nuclepore syringe filters (0.2 µm pore size) directly into sample-pre-rinsed measurement cuvettes. Data quality control (QC) was performed using MATLAB (R2024b). Outlier detection was conducted both visually and statistically using z-score analysis (|z| > 3) per sampling campaign and plot. Each data point was assigned a Quality Control Flag (QC).

Pore-water salinity measurements in surface sediments within DynaCom experimental islands and saltmarsh enclosed plots at different elevation levels, Spiekeroog, Germany, 2023-01 to 2023-08

Data presented here were collected between January 2023 to August 2023 within the research unit DynaCom (Spatial community ecology in highly dynamic landscapes: From island biogeography to metaecosystems) of the Universities of Oldenburg, Göttingen, and Münster, the iDiv Leipzig and the Nationalpark Niedersächsisches Wattenmeer. Experimental islands and saltmarsh enclosed plots were created in the back barrier tidal flat and in the saltmarsh zone of the island of Spiekeroog. Sediment samples for the determination of pore-water salinity were taken bi-/monthly in surface sediments (0-3 cm depth) of the experimental plots. Samples were taken between 3 hours before and 3 hours after low tide. Samples were stored dark and cool (8°C) until measurement. Samples were measured in the laboratory within two months after sampling according to DIN ISO 11265:1997-06. In the laboratory, sediment samples for the determination of pore-water salinity were weighed in pre-weighed Falcon™ 50 mL conical centrifuge tubes (10 g sediment on average, depending on sand content). After one month of air-drying samples were re-weighed to determine dry weight and therefore the loss in weight. Ultrapure water was added to the tubes and were homogenized using a pestle. Salinity was measured directly in the tubes with a HQ40D Digital two channel multi meter and a pre-calibrated Intellical CDC401 field 4-poles graphite conductivity cell (Hach Lange GmbH, Germany). Post-processing of measured values were done using MATLAB (R2024b). Quality control was performed by (a) visually checks, and hence (b) the classification into quality control flags using quality check algorithms.

Entwicklung applikationsspezifischer Aluminium-Ionen-Batterien unter Nutzung innovativer Passiv- und Aktivmaterialien, Teilvorhaben: Entwicklung und Evaluierung innovativer Separator- und Kathodenmaterialien für applikationsspezifische Aluminium-Ionen-Batterien

Das Ziel des Fraunhofer IISB die Entwicklung neuer Kompositkathodenmaterialien, um den Anteil am kritischen Rohstoff Graphit zu verringern. Das Fraunhofer IAP zielt auf die Entwicklung von optimierten PAN-Separatoren für die Anwendung in AIB im batch-Verfahren (Größe A5-A6) sowie Skalierung der Herstellung der Separatoren auf A4 Format. Für die Durchführung von Material- und Performanceanalysen am IISB, sowie die Validierung der AIB unter Anwendungsbedingungen sollen im Anschluss die notwendigen Separatoren hergestellt werden (IAP) und zusammen mit weiteren Komponenten der Projektpartner in AIB-Pouchzellen eingesetzt werden (IISB).

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.

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