Das Projekt "ThWIC: Intelligente Membranen und komplexe Membranstrukturen nach dem Vorbild der Natur" wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, Institutsteil Hermsdorf.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung von funktionalen Komponenten und einer Prozesskette zur klimaneutralen Herstellung von Soda und Natron als Senke für erzeugtes CO2, Teilvorhaben DBI: Entwicklung, die Anpassung und Betrieb eines Membranmoduls für die CO2-Abtrennung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH.Das Gesamtziel des hier vorgeschlagenen Projektes besteht im Nachweis und Erprobung eines weitgehend klimaneutralen Verfahrens zur Herstellung von Soda (Na2CO3) und Natron (NaHCO3) betrachtet. Als Carbonatquelle dient dabei reines CO2, welches aus Abgasen oder Biogas gewonnen wird. Ziel des Teilvorhabens ist es, ein Verfahren sowie die zugehörige Anlagentechnik für die CO2-Abtrennung aus gegebenen CO2-Quellen auf der Basis von Membranen mit keramischem Trägermaterial zu entwickeln, welche es erlaubt, Kohlendioxid mit einer durch die nachfolgende Verwendung definierten Reinheit aus Gasgemischen abzutrennen. Es wird momentan von einem CO2-Abgas und Biogas als CO2-Quelle ausgegangen. Die Arbeiten erfolgen im Technikumsmaßstab. Zur Realisierung der o. g. Aufgabenstellung soll eine zweistufige Membrantrennanlage für die Membranen geplant, gebaut und betrieben werden. Die Zweistufigkeit der Membrananlage wird notwendig sein, um die für die Sodaherstellung erforderlichen Reinheit zu erreichen.
Das Projekt "Membranverfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid und Wasserstoff aus Industriegasen, Teilvorhaben: Keramische Membranen für die Gastrennung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren.In MemKoWI ist geplant, Membranverfahren für die Abtrennung von CO2 und H2 in Industrien zu untersuchen, in denen sie bisher nicht etabliert sind. Das Potenzial, dass sie sich hier als skalierbare und durch die Möglichkeiten verschiedene keramische und polymere Membranmaterialien zu innovativen Kombinationen Lösungen zu verschalten, flexible und anpassbare Technologie, erweist ist sehr groß. Allerdings ist ebenfalls mit erheblichen Risiken zu rechnen. Im Vergleich zu den bisher untersuchten Einsätzen von Membranverfahren zur CO2-Abtrennung aus Kohlekraftwerksrauchgasen, zeichnen sich die in MemKoWI adressierten Gase durch andere Zusammensetzungen aus. Somit kann die Einsetzbarkeit der Verfahren zwar durch Berechnungen abgeschätzt, deren stabiler Einsatz aber nur im Versuch im Betriebsumfeld nachgewiesen werden. Potenzielle Anwender können so von den Vorteilen der Membranverfahren überzeugt werden. In MemKoWI ist der Einsatz von drei Testanlagen geplant. Eine der Anlagen ist bereits vorhanden und soll modifiziert werden, während die beiden anderen Anlagen neu zu bauen sind. Die hiermit verbundenen Kosten sind weder aus der Grundfinanzierung der beteiligten Forschungsinstitutionen noch aus den F&E-Budgets der beteiligten Unternehmen zu finanzieren. Weiterhin stellt die Einbindung der Anlagen in Industriestandorte einen erheblichen, anderweitig nicht finanzierbaren Aufwand dar. Die für die Membranherstellung verwendeten Rohmaterialien müssen in hinreichender Menge beschafft, verarbeitet und in Membranmodule verbaut werden. Auch die Ausgaben hierfür übersteigen die F&E-Budgets. Das für die Durchführung der geplanten Arbeiten notwendige Personal kann nur zum Teil aus der Grundfinanzierung gestellt werden. Projektpersonal muss, gerade auch im Hinblick auf die Erstellung wissenschaftlicher Arbeiten, eingestellt werden und der Personalaufwand für die Betreuung der Testanlagen abgedeckt werden.
Das Projekt "Aufreinigung von Biogas mittels hochselektiver, keramischer Membranen, Teilvorhaben 2: Gastrennung unter Einsatzbedingungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH.Ziel des Projektansatzes ZeoClean ist die Entwicklung und Erprobung nanoporöser Materialien als Membranmaterial für die Aufbereitung und Bereitstellung von Biomethan. Der große Vorteil bei Verwendung einer Membran im Vergleich zur Adsorption, zum Strippen oder zur kryogenen Trennung ist einerseits die hohe erzielbare Flussleistung, andererseits auch die chemische und mechanische Stabilität. Hierbei grenzen sich die anorganischen, keramischen Membranen deutlich von den Polymermembranen ab. Adressiert wird im Rahmen dieses Forschungsantrages die Entwicklung anorganischer, keramischer Membranen für Volumina im Bereich bis zu 1.000 m³/h. ZeoClean richtet sich auf die Trennaufgabe von CO2 und CH4 mittels Membrantechnologie aus und verfolgt einerseits die Membranentwicklung mit einer CO2/CH4 Selektivität von mehr als 50 und einer CO2-Permenaz von mindestens 1 m³/(m²hbar) und andererseits die Umsetzbarkeit anhand eines experimentellen Nachweises in realem Biogas. Im Rahmen von ZeoClean soll eine neue und hoch selektive Zeolithmembran entwickelt werden, die nahezu undurchlässig für CH4, sehr hohe CO2-Flüsse aufweist und überaus robust gegen Störstoffe ist. Am meisten interessieren die Zeolithe CHA und DD3R. Für das Erreichen dieser Ziele ist das Vorhaben in zwei Projektphasen gegliedert. Die erste Projektphase 'Materialentwicklung und Funktionsnachweis' adressiert die Entwicklung dieser Membranen. In Abhängigkeit der Entwicklungsergebnisse wird eine zweite Projektphase 'Prototypenentwicklung und Technologie' angestrebt, wo es vordergründig um Skalierung und Pilotierung der Membransynthese, aber auch der Technologieentwicklung im Ganzen gehen soll. Der Fokus de DBI (TV 2) liegt die Testung der am Fraunhofer IKTS entwickelten Membran. Dies beginnt im Labor, wird aber primär an einer Biogas- bzw. Klärgasanlage im Projekt erfolgen. Damit wird gewährleitet, dass die Membran auch bezüglich Stabilität und Trennverhalten im realen Anwendungsfall getestet und bewertet wird.
Das Projekt "Hybrid 2D Nanomaterial-based Membranes" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren.
Das Projekt "Membranverfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid und Wasserstoff aus Industriegasen" wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum hereon GmbH.Membranverfahren für die Gasseparation haben das Potenzial eine Schlüsselrolle in einer zukünftigen Industriegesellschaft einzunehmen, die sich durch CO2-Emissionsvermeidung und -Kreislaufführung, der Verwendung von H2 sowie der Sektorenkopplung auszeichnet. Das Vorhaben MemKoWI adressiert dies durch die Erforschung von mehrstufigen Membranverfahren für die Abtrennung von CO2 aus: Rauchgas von Gichtgaskraftwerken der Stahlindustrie, Hochofengas der Stahlindustrie, Rauchgas von Frischholzkraftwerken, Abgasen der Zementindustrie und die Abtrennung von H2 aus Prozessgasen der Stahlindustrie. Hierbei sollen sowohl die modifizierte Anlage aus den Vorgängerprojekten zum Einsatz kommen als auch neue, modulare Membrananlagen konzipiert, gebaut und betrieben werden. Die darin verwendeten Membran- und Modultechnologien sollen weiter erforscht und ihre Eignung für die geschilderten Anwendungen soll nachgewiesen werden. Hierbei werden Polymer- und Keramikmembranen betrachtet und in Membranmodule integriert. Das Mehrstoffpermationsverhalten der Membranen wird experimentell untersucht werden und die Basis für die Modellierung des Trennverhaltens bilden. Diese wird zusammen mit der Beschreibung der Strömungsführung in Simulationstools für Membranmodule einfließen, welche wiederum in Prozesssimulationswerkzeuge integriert werden. Simulationen werden für die Auslegung der Anlagen, die Auswertung von Versuchsergebnissen, die Entwicklung von Verfahrensalternativen, die Übertragung auf andere Anwendungen und die Abschätzung der Wirtschaftlichkeit verwendet. Die Fernüberwachung der Anlagen wird es ermöglichen, experimentelle Daten fortlaufend mit Simulationsergebnissen abzugleichen und Regelungs- und Automatisierungsaspekte zu adressieren. Ziel des Vorhabens ist es Membranverfahren als skalierbare, bedarfsgerecht einsetzbare und einfach zu integrierende Technologie für die CO2- und H2-Abtrennung in einer sich der CO2-Neutralität annähernden Industriegesellschaft zu etablieren.
Das Projekt "Biogene CO2-Konversion: Umfassende Optimierung der biologischen Methanisierung in Blasensäulenreaktoren, Teilvorhaben 2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Ökotec - Biogasgesellschaft mbH & Co. KG.
Das Projekt "Entwicklung einer keramischen Drucksensorplattform für das Wasserstoffmanagement der industriellen Stoffwirtschaft der Zukunft" wird/wurde ausgeführt durch: Siegert Thinfilm Technology GmbH.Als Zielstellung des Verbundprojektes Keramik-H2-Sensor steht die Entwicklung einer Technologieplattform für Wasserstoff-Drucksensoren für Niederdruckanwendungen bis 2,5 bar im Bereich der elektrochemischen Wasserstofferzeugung bzw. -verarbeitung in Brennstoffzellen. Im Rahmen dieses Vorhabens sollen dabei zwei verschiedene Aufbaukonzepte verfolgt werden: eine keramische Membran, die auf einen keramischen Grundkörper mittels Glaslot gefügt wird bzw. der Aufbau eines Sensors aus einer keramischen Membran und einem polymerkeramischen Grundkörper. Das Teilvorhaben der Siegert TFT befasst sich mit der Entwicklung einer Beschichtungstechnologie für ultradünne keramische Drucksensormembranen. Hierfür sollen drei unterschiedliche Konzepte verfolgt werden: zwei mit Dünnfilmtechnologie, eines mit Dickschichttechnik. Im Bereich der Dünnfilmtechnologie werden zum Einen klassische CrNi-Funktionsschichten eingesetzt, jedoch soll auch eine neuartige, hochempfindliche Funktionsschicht auf Basis eines Kompositwerkstoffes aus Nickel und Kohlenstoff zum Einsatz kommen. Da für den Aufbau der Sensormuster ein frontbündiges Design angestrebt wird, sind hierfür vielfältige Anpassungen der Beschichtungsprozesse notwendig. Weiterhin muss das Zusammenspiel der keramischen Membranen mit den Dünn- und Dickschichten untersucht werden, um ein langzeitstabiles System aufbauen zu können. Ergänzend zur Beschichtungstechnologie wird sich die Siegert TFT in Kooperation mit der IL Metronic mit dem Aufbau des Drucksensortransmitters beschäftigen.
Das Projekt "Biogene CO2-Konversion: Umfassende Optimierung der biologischen Methanisierung in Blasensäulenreaktoren, Teilvorhaben 1" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH, Standort Freiberg.
Das Projekt "Entwicklung einer keramischen Drucksensorplattform für das Wasserstoffmanagement der industriellen Stoffwirtschaft der Zukunft, Teilvorhaben: Entwicklung einer Beschichtungs- und Aufbautechnologie für Drucksensorelemente auf der Basis von ultradünnen keramischen Membranen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Siegert Thinfilm Technology GmbH.Als Zielstellung des Verbundprojektes Keramik-H2-Sensor steht die Entwicklung einer Technologieplattform für Wasserstoff-Drucksensoren für Niederdruckanwendungen bis 2,5 bar im Bereich der elektrochemischen Wasserstofferzeugung bzw. -verarbeitung in Brennstoffzellen. Im Rahmen dieses Vorhabens sollen dabei zwei verschiedene Aufbaukonzepte verfolgt werden: eine keramische Membran, die auf einen keramischen Grundkörper mittels Glaslot gefügt wird bzw. der Aufbau eines Sensors aus einer keramischen Membran und einem polymerkeramischen Grundkörper. Das Teilvorhaben der Siegert TFT befasst sich mit der Entwicklung einer Beschichtungstechnologie für ultradünne keramische Drucksensormembranen. Hierfür sollen drei unterschiedliche Konzepte verfolgt werden: zwei mit Dünnfilmtechnologie, eines mit Dickschichttechnik. Im Bereich der Dünnfilmtechnologie werden zum Einen klassische CrNi-Funktionsschichten eingesetzt, jedoch soll auch eine neuartige, hochempfindliche Funktionsschicht auf Basis eines Kompositwerkstoffes aus Nickel und Kohlenstoff zum Einsatz kommen. Da für den Aufbau der Sensormuster ein frontbündiges Design angestrebt wird, sind hierfür vielfältige Anpassungen der Beschichtungsprozesse notwendig. Weiterhin muss das Zusammenspiel der keramischen Membranen mit den Dünn- und Dickschichten untersucht werden, um ein langzeitstabiles System aufbauen zu können. Ergänzend zur Beschichtungstechnologie wird sich die Siegert TFT in Kooperation mit der IL Metronic mit dem Aufbau des Drucksensortransmitters beschäftigen.
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