Das Projekt "NanoKoCh: Selbstorganisierende Nanostrukturen in komplexen Chalkogeniden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Werkstoff-Forschung durchgeführt. 1. Vorhabenziel Effizienter Umgang mit Energie ist eine Schlüsselkompetenz führender Volkswirtschaften. Die direkte thermoelektrische (TE) Wandlung der Abwärme kann hier eine wichtige Rolle spielen. Ziel des Vorhabens ist, ausgehend von der Materialklasse LAST, die Entwicklung hocheffektiver TE Halbleiter mit niedrigkonzentrierten Zusätzen. Im Fokus steht die Aufklärung der Bildungsbedingungen förderlicher Nanostrukturen. Auf Basis thermoelektrischer, festkörperanalytischer, elektronenmikroskopischer und gitterdynamischer Charakterisierung sollen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zwischen der Ausprägung der Nanostruktur und den Funktionseigenschaften formuliert werden. Ein reproduzierbares Verfahren der Materialpräparation ist zu identifizieren. 2. Arbeitsplanung Arbeitsschritte, Teilziele: - Entwicklung einer kombinatorischen Methodik zur Aufklärung der Präparationstechnik, DLR - Entwicklung einer Laser-Mikroscanning-Methode zur Messung der Wärmeleitfähigkeit, IWM - Scanning der TE Güte an Gradientenproben, DLR- Strukturelle Analytik von Nanostrukturen (IOM) und Korrelation mit thermischen, mechanischen und TE Eigenschaften - Klärung des Zusammenhangs zwischen Nanostruktur und Senkung der Wärmeleitung durch - Analyse der Gitterdynamik, FZJ - Suche nach Dotierungen mit Trägerstreuung an Resonanzniveaus - Strategie zum Up-scaling der Herstellung. Das DLR präpariert Proben mit variierender Ausprägung der Nanostruktur, die bei den Partnern analysiert werden und kombiniert Wärmeleitungs- und Seebeck-Scanning.
Das Projekt "NanoKoCh: Selbstorganisierende Nanostrukturen in komplexen Chalkogeniden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. durchgeführt. 1. Vorhabenziel Effizienter Umgang mit Energie ist eine Schlüsselkompetenz führender Volkswirtschaften. Die direkte thermoelektrische (TE) Wandlung der Abwärme kann hier eine wichtige Rolle spielen. Ziel des Vorhabens ist, ausgehend von der Materialklasse LAST, die Entwicklung hocheffektiver TE Halbleiter mit niedrigkonzentrierten Zusätzen. Im Fokus steht die Aufklärung der Bildungsbedingungen förderlicher Nanostrukturen. Auf Basis thermoelektrischer, festkörperanalytischer, elektronenmikroskopischer und gitterdynamischer Charakterisierung sollen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zwischen der Ausprägung der Nanostruktur und den Funktionseigenschaften formuliert werden. Ein reproduzierbares Verfahren der Materialpräparation ist zu identifizieren. 2. Arbeitsplanung Das DLR präpariert in einem kominatorischen Ansatz Proben mit variierender Ausprägung der Nanostruktur, die bei den Partnern analysiert werden. Im IOM-Teilprojekt wird mit einer breiten Palette elektronenmikroskopischer Techniken (Rasterelektronenmikroskopie sowie diverse durchstrahlungselektronenmikroskopische Verfahren wie: hochaufgelöste Abbildung, Feinbereichselektronenbeugung, Elementanalytik auf der Nanoskala (energiedispersive Röntgenspektrometrie, Elektronenenergieverlustspektroskopie), elementgefilterte Abbildung) das nanoskalige Gefüge untersucht. In enger Kooperation mit den Verbundpartnern werden aus den Resultaten der elektronenmikroskopischen Abbildung und Analytik Struktur-Eigenschafts-Beziehungen abgeleitet.
Das Projekt "NanoKoCh: Selbstorganisierende Nanostrukturen in komplexen Chalkogeniden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Peter Grünberg Institut (PGI), PGI-4 , JCNS-2: Steumethoden durchgeführt. 1. Vorhabenziel Effizienter Umgang mit Energie ist eine Schlüsselkompetenz führender Volkswirtschaften. Die direkte thermoelektrische (TE) Wandlung der Abwärme kann hier eine wichtige Rolle spielen. Ziel des Vorhabens ist, ausgehend von der Materialklasse LAST, die Entwicklung hocheffektiver TE Halbleiter mit niedrigkonzentrierten Zusätzen. Im Fokus steht die Aufklärung der Bildungsbedingungen förderlicher Nanostrukturen. Auf Basis thermoelektrischer, festkörperanalytischer, elektronenmikroskopischer und gitterdynamischer Charakterisierung sollen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zwischen der Ausprägung der Nanostruktur und den Funktionseigenschaften formuliert werden. Ein reproduzierbares Verfahren der Materialpräparation ist zu identifizieren. 2. Arbeitsplanung (partnerspezifisch) Am Forschungszentrum Jülich werden Strukturanalyse mittels Röntgenbeugung, Analysen der elastischen Eigenschaften und Messungen der Phononenspektren durchgeführt um den Zusammenhang zwischen Nanostruktur und Senkung der Wärmeleitung durch Analyse der Gitterdynamik zu klären.
Das Projekt "Sub project: Up-Scaling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Ziel des geplanten Forschungsvorhabens sind das systematische Design und die Herstellung innovativer makrozyklischer Verbindungen (Calixarene) mit maximal 3 Synthesestufen. Diese hochselektiv wirkenden Käfigverbindungen sollen mittels funktioneller organischer Gruppen zur Abtrennung radioaktiver Elemente (Th, U) und zur Separation einzelner Seltener Erden eingesetzt werden. Die Entstrahlungseffizienzen bei der Wechselwirkung der Calixarene mit U und Th werden mit klassischer Analytik bestimmt. Um die Abtrennung einzelner Lanthanoiden und Actinoiden zu unterscheiden, kommt die Radiotracertechnik zur Quantifizierung zum Einsatz. Dafür sollen im Projekt aus Modellsystemen und aus realen Proben mit den neu entwickelten Calixarenen mit Tracerverfahren effektive Abtrennungsverfahren von U und Th und anschließender elementselektive Separation der Seltenen Erden entwickelt werden, zunächst im Labormaßstab. Es folgen verfahrenstechnische Untersuchungen mit Mixer-Settlern im halbtechnischen und industriellen Maßstab. Eine Machbarkeitsstudie soll die wirtschaftlichen und technischen Erfolgsaussichten herausarbeiten. Das Arbeitsvorhaben umfasst die Überführung der mehrstufigen Calixarensynthese vom Labormaßstab in den halbtechnischen Maßstab unter der Maßgabe einer hohen Produktausbeute und der Minimierung von Nebenprodukten. Die hergestellten Calixarene werden anschließend für die Flüssig-Flüssig-Extraktion von Seltenen Erden aus Modelllösungen und realen Rohlösungen eingesetzt und hinsichtlich ihres Extraktions-, Strip- und Regenerationsverhalten charakterisiert. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden durch eine wirtschaftliche und technologische Machbarkeitsanalyse unterstützt und bewertet.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft V-9 durchgeführt. Zielsetzung ist es, ein modellhaftes Verbundprojekt zur Entwicklung von ökoeffizienten Recyclingstrategien, - dienstleistungen und -technologien für strategische Metalle und seltenen Erdmetalle auf der Basis der technischen und räumlichen Kopplung der Recyclingverfahren an die rohstoffliche Exploration und metallurgische Aufbereitung vorzubereiten. Das Projekt fokussiert innovative Technologien zur Rückgewinnung der Zielmetalle Neodym, Niob und Tantal durch die Einbindung von Recyclingkonzentraten zum Beispiel aus Deutschland in den rohstofflichen Aufbereitungsprozess in Brasilien. Die hierfür erforderlichen Hightech-Strategien sollen evaluiert und an die Rahmenbedingungen und relevante Akteure in Brasilien angepasst sowie eine geeignete Organisationsform für das Forschungsprojekt gefunden werden. In einem mehrstufigen Expertenprozess werden die für die Steigerung der Ressourceneffizienz interessantesten Technologien, Produkte und Strategien identifiziert, Potenzialanalysen durchgeführt und abschließend in einer Querauswertung mittels eines intensiven Diskursprozesses themenspezifische sowie übergreifende Handlungsempfehlungen herausgearbeitet. Am Ende wird die Erstellung des Projektantrages für das CLIENT Programm in 2012 erfolgen.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Fakultät Life Sciences, Forschungs- und Transferzentrum Applications of Life Sciences durchgeführt. Zielsetzung ist es, ein modellhaftes Verbundprojekt zur Entwicklung von ökoeffizienten Recyclingstrategien, - dienstleistungen und -technologien für strategische Metalle und seltene Erdmetalle auf der Basis der technischen und räumlichen Kopplung der Recyclingverfahren an die rohstoffliche Exploration und metallurgische Aufbereitung vorzubereiten. Das Projekt fokussiert innovative Technologien zur Rückgewinnung der Zielmetalle Neodym, Niob und Tantal durch die Einbindung von Recyclingkonzentraten zum Beispiel aus Deutschland in den rohstofflichen Aufbereitungsprozess in Brasilien. Die hierfür erforderlichen Hightech-Strategien sollen evaluiert und an die Rahmenbedingungen und relevante Akteure in Brasilien angepasst sowie eine geeignete Organisationsform für das Forschungsprojekt gefunden werden. In einem mehrstufigen Expertenprozess werden die für die Steigerung der Ressourceneffizienz interessantesten Technologien, Produkte und Strategien identifiziert, Potenzialanalysen durchgeführt und abschließend in einer Querauswertung mittels eines intensiven Diskursprozesses themenspezifische sowie übergreifende Handlungsempfehlungen herausgearbeitet. Am Ende wird die Erstellung des Projektantrages für das CLIENT Programm in 2012 erfolgen.
Das Projekt "Entwicklung einer verkokungsresistenten und oxidationsstabilen Anode für die oxidkeramische Brennstoffzelle (SOFC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Hintergrund: Brennstoffzellen sind Energiewandler, die sich derzeit in der Markteinführung befinden. Zu den wichtigsten Anwendungen zählen die Stromversorgung für mobile, portable und stationäre Anwendungen. Brennstoffzellen zeichnen sich durch einen hohen elektrischen Wirkungsgrad, geringe Emissionen und einen flexiblen bzw. modularen Aufbau aus. Als Nachteile sind die hohen Kosten und die noch unzureichende Lebensdauer zu nennen. Weltweit werden erhebliche Anstrengungen unternommen, um Brennstoffzellensysteme zu optimieren. Motivation / Strategie: Vor dem Hintergrund der angestrebten stärkeren Nutzung regenerativer Energiequellen für die Stromerzeugung kommt der energieeffizienten Gewinnung von elektrischem Strom aus Biogas auch im kleinen Leistungsbereich daher eine große Bedeutung zu. Im Gegensatz zu Wind- und Solarenergie steht Biogas rund um die Uhr zur Verfügung, wenn auch mit saisonalen Schwankungen. Brennstoffzellen erreichen höhere Wirkungsgrade als Gasmotoren, vor allem bei kleiner Leistung, da sie anders als thermodynamische Kreisprozesse keiner Beschränkung durch den Carnot-Wirkungsgrad unterliegen. Die oxidkeramische Brennstoffzelle (SOFC) eignet sich besonders für die Nutzung von Erdgas und Biogas als Brennstoff: zum einen, da sie die höchsten elektrischen Wirkungsgrade verspricht, etwa 45-60%, und zum anderen, weil sie prinzipiell auch Kohlenwasserstoffe direkt umsetzen kann und CO2 toleriert. Stand der Technik: SOFCs heutiger Bauart sind in der Regel mit einer keramisch-metallischen Anode (Cermet) ausgestattet, die Ni als Elektronen leitende, metallische Komponente und Yttriumstabilisiertes Zirkondioxid (YSZ) als Ionen leitende, keramische Komponente enthält. In kohlenstoffhaltiger Atmosphäre ist Ni allerdings sehr anfällig gegenüber Verkokung. Eine Minderung der Verkokung wurde durch Zusatz von Elementen der Gruppe IV (z. B. Sn und Pb) und Gruppe V (z.B. Sb und Bi) an Ni beobachtet (I. Ul-Haque and D.L. Trimm, Catalyst for steam reforming of hydrocarbons, DK/09.08.09/DK 1898/90 (1991). Padeste et al. (C. Padeste, D. L. Trimm, Characterization of Sn doped Ni/Al2O3 steam reforming catalysts by XPS, Catalysis. Letters 17, (1993), 333-339) untersuchten die Aktivität vom Sn-dotierten Ni/Al2O3-Katalysator für Biogas und stellten fest, dass kleine Beimengen an Sn (kleiner als 1%) eine selektive Vergiftung der Kohlenstoffbildung bewirken. Als mögliche Ursache für die Inhibierung der Verkokung wurde eine geringere Löslichkeit des Kohlenstoffs in das mit Sn modifizierte Ni-Material postuliert. Durch intensive Untersuchungen der mechanistischen Ursachen von 'metal dusting' am DECHEMA Forschungsinstitut (DFI) wird auch die Änderung der Gitterparameter von Nickel durch die Legierung mit Zinn als inhibierender Faktor angenommen (D. J. Young, J. Zhang, C. Geers, M. Schütze,Materials and Corrosion 62 (2011) 7-28).
Das Projekt "Teilprojekt: Machbarkeit und Nachhaltigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CMI UVK GmbH durchgeführt. Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist das systematische Design und Herstellung innovativer makrozyklischer Verbindungen (Calixarene) mit maximal 3 Synthesestufen. Diese Käfigverbindungen sollen mittels funktioneller organischer Gruppen zur selektiven Abtrennung radioaktiver Elemente (Th, U) als auch zur Separation einzelner Seltener Erden (SE) voneinander eingesetzt werden. Das ist neu, da bisherige Trennungsmethoden zu unselektiv waren und die Gewinnung einzelner SE nur mit sehr vielen Trennschritten erreicht wurde. Die Entstrahlungseffizienzen bei der Wechselwirkung der Calixarene mit U und Th werden mit klassischer Analytik bestimmt. Um die Abtrennung einzelner Lanthanoiden und Actinoiden zu unterscheiden, kommt die Radiotracertechnik zur Quantifizierung zum Einsatz. Dafür sollen im Projekt aus Modellsystemen und aus realen Proben mit den neu entwickelten Calixarenen mit Tracerverfahren effektive Abtrennungsverfahren von U und Th und anschließender elementselektive Separation der SE entwickelt werden, zunächst im Labormaßstab. Es folgen verfahrenstechnische Untersuchungen mit Mixer-Settlern im halbtechnischen und industriellen Maßstab. Eine Machbarkeitsstudie soll die wirtschaftlichen und technischen Erfolgsaussichten herausarbeiten. Das Marktpotenzial für SE wird als sehr groß angesehen, da sie für die Hochtechnologie weiterhin unentbehrlich sind. Die steigende Nachfrage für reine SE ergibt ein hohes Marktpotenzial für die hochselektiven Calixarene als Extraktionsmittel. Dazu kommt ein potenziell entstehender Wettbewerbsvorteil, der im Falle der Produktion und des Vertriebs eines neuen Extraktionsmittels auf Calixaren-Basis durch den Partner BASF SE sowie den u.a. auf SE-spezialisierten Anlagenbauer CMI UVK GmbH zu einem verbesserten Marktzugang zu Herstellern von SE-Konzentraten inner- und außerhalb Chinas führt und über Multiplikatoren wie die Rohstoffallianz an die deutsche Industrie weitergegeben werden könnte.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dortmund, Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl für Technische Chemie A (Chemische Prozessentwicklung) durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel des Teilprojektes - Verwendung von CO2 zur phosgenfreien Synthese von Polyether-Polycarbonat-Polyolen (PPP) ist die Entwicklung hoch aktiver Katalysator-Systeme für die Synthese von OH-funktionalisierten Polyether-Polycarbonat-Polyolen (PPP), die zur Herstellung von neuartigen Polyurethan-Hochleistungspolymeren genutzt werden sollen. 2. Arbeitsplanung Im Teilprojekt der TUD werden neue Homogenkatalysatoren für die Co-Polymerisation von Kohlendioxid mit Epoxiden, insbesondere Katalysatoren der Nebengruppe III, VI und VII, insbesondere auch in Kombination mit Zink, entwickelt. Ebenfalls sollen Nano-Katalysatoren der Nebengruppe VIII, IV und VII getestet werden. Auch bimetallische Nanopartikel, u.a. von Übergangsmetallen in Kombination mit Hauptgruppenmetallkolloiden oder Zinkkolloiden, sollen untersucht werden. Für alle oben aufgeführten Katalysatorsysteme werden umfangreiche Recycling- und Standzeit-Untersuchungen durchgeführt. Dazu wird im Technikum des Lehrstuhls Technische Chemie A an der TU Dortmund eine Miniplant errichtet. Außerdem beteiligt sich die TUD an der Entwicklung einer zuverlässigen offline-Analytik, am Screening der besten Katalysatoren und an der Optimierung der Reaktionsbedingungen mit dem Ziel, einen schnellstmöglichen Scale-Up zu ermöglichen. 3. Ergebnisverwertung Polycarbonate sind eine der weltweit wichtigsten Polymergruppen mit einer Jahresproduktion von 3,3 Mio. Tonnen. Dieser stetig wachsende Markt ist hervorragend geeignet, um durch den Einsatz signifikanter Mengen an Kohlendioxid als C1-Synthesebaustein Signalwirkung auch für den Einsatz in weiteren Syntheseverfahren zu erzielen. Langfristig kann so CO2 als Alternative zu herkömmlichen C1-Bausteinen etabliert werden. Die Verwertung der Ergebnisse kann direkt durch den Industriepartner, die Bayer Technology Services, erfolgen. Diese Kooperation garantiert eine schnelle und optimale Übertragbarkeit der Forschungsergebnisse in den deutschen bzw. internationalen Markt.
Das Projekt "Neue Separator-Materialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachbereich Chemie durchgeführt. Im Rahmen der geplanten Untersuchungen wollen wir versuchen, Verbindungen in d. Art von 1 - 3, sowie andere verwandte, zeolitartige Stoffe auf Elektrodenoberflächen abzuscheiden u. auf ihre Eignung als Separatorenschichten in Lithiumbatterien zu überprüfen. Hierzu sind folgende Punkte als Zielvorgaben zu nennen: (1) Synthese von zu 1-3 homolgen oder analogen Li-Salze oder aber a posteriori Austausch d. vorliegenden Gegenionen in d. Mutterverbindungen gegen Li+ (2) Charakterisierung d. Verbindungen u. Überprüfung der Ionenbeweglichkeit u. Leitfähigkeit im Feststoff (3) Abscheidung der Salze in einkristalliner Form auf Elektrodenoberflächen mit unidirektionaler Ausrichtung d. Kanäle senkrecht zur Oberfläche (4) Überprüfung d. elektrochemische Stabilität der Anordnung (bis zu 4 V) Zeitraum 1.-12. Monat: Synthese einkristalliner Salze mit Li+-Ionen innerhalb paralleler Kanalstrukturen; Charakterisierung der Verbindungen: Strukturen, Ionenleitfähigkeit; Optimierung von Synthese- und Kristallisationsbedingungen; Begleitende theoretische Studien zur Wechselwirkung Kationen-Chalkogenid-Kavität. Zeitraum 13.-24. Monat: Fortführung der o.g. Arbeiten u. Untersuchungen zur Abscheidung der Verbindungen auf Elektrodenoberflächen; Untersuchungen zu Phasenbildung, Oberflächenmorphologie, Ladungs-Entladungs-Verhalten und Zyklenzahl; Untersuchung zur elektrochemischen Stabilität und Leitfähigkeit der Anordnung. Zeitraum 25.-36. Monat: Fortführung der o.g. Arbeiten u. Optimierung aller Parameter zur Erzeugung Li+-leitender Separatorschichten; Verwertung der Ergebnisse (falls nicht zu einem früheren Zeitp. bereits geschehen) Erfolgreiche Resultate werden zunächst einer Prüfung auf Schutzrechtfähigkeit unterzogen. Nach Erhalt des Prioritätsdatums werden wir die Ergebnisse dann zur Publikationen in wissenschaftlichen Fachzeitschriften einreichen.
| Origin | Count |
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| Bund | 28 |
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| Förderprogramm | 28 |
| License | Count |
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| offen | 28 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 28 |
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| Resource type | Count |
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| Keine | 6 |
| Webseite | 22 |
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| Boden | 18 |
| Lebewesen & Lebensräume | 10 |
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| Weitere | 28 |