Das Vorhaben unterstützt die Überarbeitung des BVT-Merkblatts 'Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln, die unter der IED (Industrial Emissions Directive) erfolgt. Die IED bildet EU-weit die Grundlage für die Genehmigung besonders umweltrelevanter Industrieanlagen. Gemäß Art.13 der IED findet ein EU - weiter Informationsaustausch (Sevilla -Prozess) über die 'Besten Verfügbaren Techniken' (BVT) statt, dessen Ergebnisse als BVT - Merkblätter veröffentlicht werden. Im Jahr 2015 startet die Überarbeitung des BVT-Merkblatts 'Oberflächenbehandlung unter Verwendung organischer Lösemittel'. Nach Anhang I, Nr. 6.7 der Industrieemissionsrichtlinie sind die folgenden Tätigkeiten betroffen: 'Behandlung von Oberflächen von Stoffen, Gegenständen oder Erzeugnissen unter Verwendung von organischen Lösungsmitteln, insbesondere zum Appretieren, Bedrucken, Beschichten, Entfetten, Imprägnieren, Kleben, Lackieren, Reinigen oder Tränken, mit einer Verbrauchskapazität von mehr als 150 kg organischen Lösungsmitteln pro Stunde oder von mehr als 200 t pro Jahr.' In diesem Vorhaben sind fortschrittliche Referenzanlagen in ausgewählten Branchen innerhalb des genannten Bereichs auszuwählen. Zu diesen Referenzanlagen sind umfassende technische Informationen und Daten zu erheben. Es sind Besichtigungen der Referenzanlagen zu organisieren, an denen die UBA-Projektbetreuerin und nach Möglichkeit Vertreter der jeweiligen Genehmigungsbehörde teilnehmen. Eine umfassende Datenerhebung auf EU-Ebene ist fachlich von der Vorbereitung bis zur Auswertung hin zu begleiten. Innerhalb des Vorhabens sind eine Reihe von Fachveranstaltungen für Teilnehmer aus Behörden, Industrie und Forschung durchzuführen, in denen Zwischenergebnisse aus und Beiträge für den BVT-Prozess diskutiert werden.
Gesamtziel des Vorhabens ist die Erforschung des Klebfügens metallischer Bipolarplatten für PEM-Brennstoffzellen unter den besonderen Anforderungen des automobilen Betriebs, um eine technologische und wirtschaftliche Alternative zum heute etablierten Laserschweißprozess aufzuzeigen. Das ifs erarbeitet und begleitet innerhalb des Projektes die Entwicklung und Untersuchung der Vorbehandlungs- bzw. Beschichtungstechnologie der Substrate, die Klebstoffformulierung und Klebstoffapplikation sowie alternative Schweißprozesse. Dabei fließen vor allem die umfangreichen Erfahrungen des Institutes hinsichtlich der Formulierung und Applikation von Klebstoffen unter Berücksichtigung der besonderen Ansprüche im Bereich der Elektromobilität in das Projekt mit ein. Durch intensive wissenschaftliche Arbeiten und langjährige Tätigkeiten in öffentlich geförderten sowie Industrieprojekten im Bereich Fügetechnologie besitzt das Institut eine Ausstattung, die zur Bearbeitung nahezu aller fügetechnischen Fragestellungen geeignet ist. Hierzu zählen umfassende Methoden zur Vorbehandlung, chemische und physikalische Analytik und Applikationstechnik sowie diverse Schweißanlagen. Das Institut wird neben dem Kleben alternative Schweißtechniken wie das Elektronenstrahlschweißen untersuchen, mit dem Laserschweißprozess vergleichen und so einen geeigneten Benchmark für das Klebfügen zu liefern.
Es soll ein geeignetes Fügeverfahren zur kostengünstigen stoffschlüssigen Verbindung elektrisch leitfähiger Bipolarplatten-Filz-Komponenten für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien entwickelt werden. Mit Hilfe wissenschaftlicher Methoden, ingenieurstechnischen Erfahrungswerten und der Expertise der beiden Komponentenhersteller werden geeignete Verfahren ausgewählt, analysiert und das vielversprechendste Verfahren zu einem industrietauglichen Herstellungsprozess weiterentwickelt und evaluiert. Zur Realisierung eines gezielten und fokussierten Auswahlprozess werden in einem ersten Schritt die erforderlichen Spezifikationen und Anforderungen in einem Lastenheft definiert. Mindestens zwei verschiedene stoffschlüssige Fügeverfahren sollen untersucht werden: Das Verkleben mit leitfähigem Klebstoff sowie das Fügen durch thermisches Verschmelzen. Die für die Umsetzung möglichen Prozessschritte und Methoden müssen in Hinblick auf ihre technische Machbarkeit und verfahrenstechnische Eignung hin getestet werden. Anschließend findet eine Auswahl jeweils einer Klebemethode sowie einer thermischen Fügemethode statt, welche bzgl. ihrer Prozessparameter untersucht und optimiert werden. Parallel dazu werden wichtige Parameter (Leitfähigkeit, Stabilität, Haftkraft etc.) charakterisiert. Die vielversprechendsten Verbundkomponenten werden in Stacks hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und Stabilität im realen Redox-Flow-Batterie-Betrieb untersucht. Zudem werden parallel Konzepte entwickelt, wie die untersuchten Fügeverfahren in einem industriellen Fertigungsprozess umgesetzt werden könnten. Dazu werden neben verfahrenstechnischen Fragestellungen auch ökonomische Aspekte untersucht. Die Eignung der hergestellten Komponente für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien soll in einem Short-Stack über mindestens 500 Vollzyklen demonstriert werden. Zielmarke ist hierbei mindestens die Erreichung gleicher Performance- und Leistungsdaten klassisch verpresster Aufbauten.
Es soll ein geeignetes Fügeverfahren zur kostengünstigen stoffschlüssigen Verbindung elektrisch leitfähiger Bipolarplatten-Filz-Komponenten für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien entwickelt werden. Mit Hilfe wissenschaftlicher Methoden, ingenieurstechnischen Erfahrungswerten und der Expertise der beiden Komponentenhersteller werden geeignete Verfahren ausgewählt, analysiert und das vielversprechendste Verfahren zu einem industrietauglichen Herstellungsprozess weiterentwickelt und evaluiert. Zur Realisierung eines gezielten und fokussierten Auswahlprozess werden in einem ersten Schritt die erforderlichen Spezifikationen und Anforderungen in einem Lastenheft definiert. Mindestens zwei verschiedene stoffschlüssige Fügeverfahren sollen untersucht werden: Das Verkleben mit leitfähigem Klebstoff sowie das Fügen durch thermisches Verschmelzen. Die für die Umsetzung möglichen Prozessschritte und Methoden müssen in Hinblick auf ihre technische Machbarkeit und verfahrenstechnische Eignung hin getestet werden. Anschließend findet eine Auswahl jeweils einer Klebemethode sowie einer thermischen Fügemethode statt, welche bzgl. ihrer Prozessparameter untersucht und optimiert werden. Parallel dazu werden wichtige Parameter (Leitfähigkeit, Stabilität, Haftkraft etc.) charakterisiert. Die vielversprechendsten Verbundkomponenten werden in Stacks hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und Stabilität im realen Redox-Flow-Batterie-Betrieb untersucht. Zudem werden parallel Konzepte entwickelt, wie die untersuchten Fügeverfahren in einem industriellen Fertigungsprozess umgesetzt werden könnten. Dazu werden neben verfahrenstechnischen Fragestellungen auch ökonomische Aspekte untersucht. Die Eignung der hergestellten Komponente für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien soll in einem Short-Stack über mindestens 500 Vollzyklen demonstriert werden. Zielmarke ist hierbei mindestens die Erreichung gleicher Performance- und Leistungsdaten klassisch verpresster Aufbauten.
Im Projekt SOLGEL-PV soll der Einsatz von Sol-Gel-Materialien auf Solarzellenebene in der Silizium-Photovoltaik anhand dreier Anwendungsbeispiele evaluiert werden. Dabei handelt es sich um drei komplementäre Musteranwendungen: Eine in eine Sol-Gel-Schicht eingeprägte Struktur zur Optimierung der Lichteinkopplung in die Solarzelle; eine leitfähige Sol-Gel-Schicht zur Erhöhung der Spiegelgüte und Metallhaftung bei rückseitigen passivierten Kontakten und eine transparente, leitfähige Verklebung von Einzelsolarzellen zur Realisierung Silizium basierter Tandemsolarzellen. Der Aufbau von Anlagen- und Prozesstechnik mit der Zielstellung, starre Substrate mit widerstandsfähigen Oberflächen in einem industrietauglichen Prozess auszustatten, wird im Rahmen dieses Forschungsvorhabens realisiert. Dabei ist es entscheidend, dass die Härtungsprozesse der eingesetzten Sol-Gele so angepasst werden, dass sie zu einer industriellen Prozessführung passen. Ziel des Projektes ist es, eine effiziente, rollenbasierte kontinuierliche Fertigungstechnik aufzubauen, mit der Wafer parallel prozessiert werden können.
In SOLGEL-PV werden nanoskalige Sol-Gel Schichten für den Einsatz auf Solarzellenebene erzeugt, aufgebracht und strukturiert. Diese sollen auf innovative Weise als Antireflexstruktur, die Mie-Resonanzen zur besseren Lichteinkopplung ausnutzt, als Rückseitenkontakt mit verbesserter Optik und Haftung und als leitende und klebende Verbindungsschicht in Tandemsolarzellen zur Anwendung gebracht werden. Die Schichten werden mittels durchlauffähigen Prozessen aufgebracht. Die Nanostrukturierung erfolgt mit einer Walztechnologie. Die angestrebten Arbeiten umfassen Entwicklungen, die sowohl materialwissenschaftlicher wie auch prozesstechnischer Natur sind. Dabei sollen Präkursor maßgeschneidert für verschiedene Musteranwendungen synthetisiert werden. Darüber hinaus sollen Abscheide- und Prägeprozesse auch für eine großtechnische Anwendung realisiert werden. Die entwickelten, innovativen kostengünstigen Technologien sowie der damit erzielte höhere Energieertrag werden die Kosteneffizienz der Photovoltaik weiter verbessern und den beteiligten Firmen ein Alleinstellungsmerkmal und somit einen Wettbewerbsvorteil sichern.
Die Firma Jowat beteiligt sich im Verbundvorhaben NewBeam im Bereich der Klebstoffentwicklung. Herausforderung bei der Anwendung der Klebtechnik als flexible Montagehilfe für die Beamfixierung im Sägeprozess der Waferfertigung ist die Kombination einer ausreichend hohen Klebfestigkeit einhergehend mit der Lösbarkeit der Klebverbindung auf Befehl, sowie der Vorapplizierbarkeit und Aktivierung.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 84 |
| Land | 1 |
| Wissenschaft | 13 |
| Zivilgesellschaft | 8 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 83 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 1 |
| Offen | 83 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 80 |
| Englisch | 7 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 3 |
| Keine | 27 |
| Webseite | 56 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 56 |
| Lebewesen und Lebensräume | 41 |
| Luft | 47 |
| Mensch und Umwelt | 84 |
| Wasser | 34 |
| Weitere | 84 |