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s/lc/LCA/gi

Stoffliche Wiederverwertung von Elektrolyt-Leitsalzen und -Lösungsmitteln, Teilvorhaben: Recycling und Rückgewinnung des Elektrolytsalzes LiPF6 sowie dessen Zersetzungsprodukte

Das Projektvorhaben SWELL befasst sich mit der Entwicklung und Evaluierung effizienter Verfahren zur Steigerung der Recyclingeffizienz von Lithium-Ionen-Batterien. Im Fokus des Projektes stehen die Elektrolyte, bestehend aus Lithiumsalzen, Lösungsmitteln und Elektrolytadditiven. Bereits etablierte Recyclingprozesse fokussieren sich überwiegend auf die Rückgewinnung der in LIBs befindlichen Metalle, wohingegen die nichtmetallischen Komponenten zum großen Teil nicht wieder dem Verwertungskreislauf zugeführt werden. Die Elektrolyte gehen in bisherigen Prozessen größtenteils in Form von thermischer Verwertung oder Downcycling verloren. Die Elektrolytkomponenten weisen einen signifikanten Materialwert auf und enthalten zudem kritische, umweltrelevante Ressourcen, wie Lithium, Fluor und Phosphor. Ihre Rückgewinnung und effiziente Aufarbeitung mit dem Ziel einer (direkten) Wiederverwendung in LIBs, ist daher von großem Interesse und kann zur signifikanten Steigerung der Nachhaltigkeit der Batteriezellfertigung führen. Gesamtziel des Projektes ist es Verfahren zu entwickeln, in denen Elektrolytbestandteile selektiv extrahiert, getrennt und anschließend aufgearbeitet werden, um diese in den Stoffkreislauf zu reintegrieren. Hauptaugenmerk liegt hierbei auf den Elektrolytlösungsmitteln (Carbonate, wie DMC, EMC EC) und dem Lithiumsalz LiPF6 sowie dessen Zersetzungsprodukte.

Innovative Kupferschlackenaufbereitung für die Rohstoffversorgung, Teilvorhaben 2: Entwicklung eines Prozessschemas sowie Umweltverträglichkeitsprüfungen mittels Life Cycle Assessment

Die Auswirkung extremer Schmelzereignisse auf die zukünftige Massenbilanz des grönländischen Eisschildes

Im letzten Jahrzehnt war der grönländische Eisschild mehreren Extremereignissen ausgesetzt, mit teils unerwartet starken Auswirkungen auf die Oberflächenmassebilanz und den Eisfluss, insbesondere in den Jahren 2010, 2012 und 2015. Einige dieser Schmelzereignisse prägten sich eher lokal aus (wie in 2015), während andere fast die gesamte Eisfläche bedeckten (wie in 2010).Mit fortschreitendem Klimawandel ist zu erwarten, dass extreme Schmelzereignisse häufiger auftreten und sich verstärken bzw. länger anhalten. Bisherige Projektionen des Eisverlustes von Grönland basieren jedoch typischerweise auf Szenarien, die nur allmähliche Veränderungen des Klimas berücksichtigen, z.B. in den Representative Concentration Pathways (RCPs), wie sie im letzten IPCC-Bericht genutzt wurden. In aktuellen Projektionen werden extreme Schmelzereignisse im Allgemeinen unterschätzt - und welche Konsequenzen dies für den zukünftigen Meeresspiegelanstieg hat, bleibt eine offene Forschungsfrage.Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist es, die Auswirkungen extremer Schmelzereignisse auf die zukünftige Entwicklung des grönländischen Eisschildes zu untersuchen. Dabei werden die unmittelbaren und dauerhaften Auswirkungen auf die Oberflächenmassenbilanz und die Eisdynamik bestimmt und somit die Beiträge zum Meeresspiegelanstieg quantifiziert. In dem Forschungsprojekt planen wir zudem, kritische Schwellenwerte in der Häufigkeit, Intensität sowie Dauer von Extremereignissen zu identifizieren, die - sobald sie einmal überschritten sind - eine großräumige Änderung in der Eisdynamik auslösen könnten.Zu diesem Zweck werden wir die dynamische Reaktion des grönländischen Eisschilds in einer Reihe von Klimaszenarien untersuchen, in denen extreme Schmelzereignisse mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit zu bestimmten Zeitpunkten auftreten, und die Dauer und Stärke prognostisch variiert werden. Um indirekte Effekte durch verstärktes submarines Schmelzen hierbei berücksichtigen zu können, werden wir das etablierte Parallel Ice Sheet Model (PISM) mit dem Linearen Plume-Modell (LPM) koppeln. Das LPM berechnet das turbulente submarine Schmelzen aufgrund von Veränderungen der Meerestemperatur und des subglazialen Ausflusses. Es ist numerisch sehr effizient, so dass das gekoppelte PISM-LPM Modell Ensemble-Läufe mit hoher Auflösung ermöglicht. Folglich kann eine breite Palette von Modellparametern und Klimaszenarien in Zukunftsprojektionen in Betracht gezogen werden.Mit dem interaktiv gekoppelten Modell PISM-LPM werden wir den Beitrag Grönlands zum Meeresspiegelanstieg im 21. Jahrhundert bestimmen, unter Berücksichtigung regionaler Veränderungen von Niederschlag, Oberflächen- und Meerestemperaturen, und insbesondere der Auswirkungen von Extremereignissen. Ein Hauptergebnis wird eine Risikokarte sein, die aufzeigt, in welchen kritischen Regionen Grönlands zukünftige extreme Schmelzereignisse den stärksten Eisverlust zur Folge hätten.

Klassifizierung von HULIS Kohlenstoff verschiedener atmosphärischer Prägung mittels 2-D offline Chromatographie

Atmosphärische Partikel enthalten innerhalb ihrer organischen Fraktion einen bedeutenden Anteil sogenannter 'huminähnlicher' Verbindungen (humic like substances, HULIS). Zur chemischen Zusammensetzung dieser Fraktion ist nur relativ wenig bekannt. Trenntechniken wie Umkehrphasenchromatographie oder Kapillarelektrophorese erlauben keine umfassende Trennung dieser komplex zusammengesetzten Fraktion, weshalb im vorliegenden Projekt die Anwendung einer 2-dimensionalen Trennung nach Polarität (Umkehrphasenchromatographie) und molekularer Größe (Größenausschlusschromatographie) vorgeschlagen wird. Die Kopplung der beiden Dimensionen soll offline geschehen und die erhaltenen Fraktionen gesammelt werden, um davon den Gesamtkohlenstoffgehalt (total organic carbon, TOC), die UV-VIS Absorption, sowie die Elementarzusammensetzung einzelner charakteristischer Substanzen mittels Flugzeitmassenspektrometrie zu bestimmen. Proben von verschieden geprägten Sammelorten (europäischer Hintergrund, asiatische Megacity, ländlich mit starkem Biomasseverbrennungseinfluss) sollen analysiert werden, um anschliessend Muster im zweidimensionalen Raum Polarität vs. Größe finden und vergleichen zu können. Weiterhin sollen die Ergebnisse der offline Charakterisierung mit (außerhalb des Projektes) gewonnenen Daten eines online-Aerosolmassenspektrometers verglichen werden. Die Ergebnisse sollen ein besseres Verständnis zu Konzentration, Zusammensetzung und möglichen Quellen der wichtigen HULIS-Fraktion atmosphärischer Partikel ermöglichen.

Flussmessstelle Nr. 175 in Heitzhoferbach, Okarben, Brücke nach Bahn vor Mündung Nidda

Dieser Datensatz enthält Informationen zur Flussmessstelle Nr. 175 in Heitzhoferbach, Okarben, Brücke nach Bahn vor Mündung Nidda. Auf der Webseite zur Messstelle ist ein Link zum Herunterladen der Rohdaten vorhanden.

Bodenkennwerte (bundesweit) aus der Bodenübersichtskarte 1:200.000 –Luftkapazität in der gründigen Zone bis 1 m Tiefe (Datensatz)

Der Datensatz enthält Informationen zur Luftkapazität (LK, in mm) in der gründigen Zone (Wp) bis maximal 1 Meter Tiefe der Böden in Deutschland. Grundlage für die Erstellung des Datensatzes ist die deutschlandweit harmonisiert verfügbare Bodenübersichtskarte im Maßstab 1:200.000 (BÜK 200), bereitgestellt von der BGR (2021); (https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Boden/Informationsgrundlagen/Bodenkundliche_Karten_Datenbanken/BUEK200/buek200_node.html). Es handelt sich um Mittelwerte, die landnutzungsspezifisch aus den in der BÜK200 vorliegenden Profilen eines BÜK-Polygons abgeleitet wurden. Die Daten sind keine absolut gültigen Ergebnisse, sondern stehen im Kontext der methodischen Annahmen bei der Erstellung und Verarbeitung der Ausgangsdaten. Die Ableitung des Bodenkennwertes erfolgte auf Grundlage der Bodenkundlichen Kartieranleitung (KA5; Ad-hoc-AG Boden (2005): Bodenkundliche Kartieranleitung (KA 5). Ad-hoc-Arbeitsgruppe Boden der geologischen Landesämter und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe der BRD, Hannover.). Eine grundsätzliche Beschreibung des methodischen Vorgehens findet sich in (Veröffentlichung Abschlussbericht). Diese Kenngröße wird aktuell für die Weiterentwicklung der Wasserhaushaltsmodellierung mit dem Modell LARSIM (der BfG) verwendet.

Bodenkennwerte (bundesweit) aus der Bodenübersichtskarte 1:200.000 –Mittlere Luftkapazität in der gründigen Zone bis 1 m Tiefe (Datensatz)

Der Datensatz enthält Informationen zur mittleren Luftkapazität (LK, in mm/dm) in der gründigen Zone (Wp) bis maximal 1 Meter Tiefe der Böden in Deutschland. Grundlage für die Erstellung des Datensatzes ist die deutschlandweit harmonisiert verfügbare Bodenübersichtskarte im Maßstab 1:200.000 (BÜK 200), bereitgestellt von der BGR (2021); (https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Boden/Informationsgrundlagen/Bodenkundliche_Karten_Datenbanken/BUEK200/buek200_node.html). Es handelt sich um Mittelwerte, die landnutzungsspezifisch aus den in der BÜK200 vorliegenden Profilen eines BÜK-Polygons abgeleitet wurden. Die Daten sind keine absolut gültigen Ergebnisse, sondern stehen im Kontext der methodischen Annahmen bei der Erstellung und Verarbeitung der Ausgangsdaten. Die Ableitung des Bodenkennwertes erfolgte auf Grundlage der Bodenkundlichen Kartieranleitung (KA5; Ad-hoc-AG Boden (2005): Bodenkundliche Kartieranleitung (KA 5). Ad-hoc-Arbeitsgruppe Boden der geologischen Landesämter und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe der BRD, Hannover.). Eine grundsätzliche Beschreibung des methodischen Vorgehens findet sich in (Veröffentlichung Abschlussbericht). Diese Kenngröße wird aktuell für die Weiterentwicklung der Wasserhaushaltsmodellierung mit dem Modell LARSIM (der BfG) verwendet.

Bodenkennwerte (bundesweit) aus der Bodenübersichtskarte 1:200.000 –Mittlere Luftkapazität bis 3 dm Tiefe (Datensatz)

Der Datensatz enthält Informationen zur mittleren Luftkapazität (LK, in mm/dm) bis maximal 3 Dezimeter Tiefe der Böden in Deutschland. Grundlage für die Erstellung des Datensatzes ist die deutschlandweit harmonisiert verfügbare Bodenübersichtskarte im Maßstab 1:200.000 (BÜK 200), bereit-gestellt von der BGR (2021); (https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Boden/Informationsgrundlagen/Bodenkundliche_Karten_Datenbanken/BUEK200/buek200_node.html). Es handelt sich um Mittelwerte, die landnutzungsspezifisch aus den in der BÜK200 vorliegenden Profilen eines BÜK-Polygons abgeleitet wurden. Die Daten sind keine absolut gültigen Ergebnisse, sondern stehen im Kontext der methodischen Annahmen bei der Erstellung und Verarbeitung der Ausgangsdaten. Die Ableitung des Bodenkennwertes erfolgte auf Grund-lage der Bodenkundlichen Kartieranleitung (KA5; Ad-hoc-AG Boden (2005): Bodenkundliche Kartieranleitung (KA 5). Ad-hoc-Arbeitsgruppe Boden der geologischen Landesämter und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe der BRD, Hannover.). Eine grundsätzliche Beschreibung des methodischen Vorgehens findet sich in (Veröffentlichung Abschlussbericht). Diese Kenngröße wird aktuell für die Weiterentwicklung der Wasserhaushaltsmodellierung mit dem Modell LARSIM (der BfG) verwendet.

WIR! - RENAT.BAU - Minrest, Teilprojekt 3

Entwicklung und Erprobung biogener Brennstoffe als Ersatz für Braunkohle in der Staubfeuerung

Eine der größten Herausforderungen im Rahmen der Energiewende ist die CO2-neutrale Versorgung von Industrie und Gewerbe mit Prozesswärme und -kälte. Eine besondere strategische Relevanz gewinnt BioBrauS dadurch, dass nicht nur biogene Reststoffe, die einen überschüssigen und in der Regel unvermeidbaren Stoffstrom darstellen, einer weitergehenden energetischen Verwertung zugänglich gemacht werden, sondern auch der Verbrauch der fossilen Primärressource Braunkohle mit hohen CO2-Aussstoß reduziert wird. Ziel ist die Entwicklung eines Brennstoffes aus aufbereiteten organischen Reststoffen, wie Gärprodukten oder Geflügelmist, mit abgestimmter Verbrennungstechnologie auf Basis der Stabfeuerung zu verwerten. Hierfür soll das Verfahren des Impulsbrenners evaluiert und an die Verbrennung diese Stoffsysteme adaptiert werden. Mit der Auswahl und Bewertung von Gärresten und Geflügelmist als Brennstoff für die Staubfeuerung soll der Grundstein für den Ersatz von Braun- und Steinkohle gelegt werden. Im Fokus stehen deshalb die experimentelle Verfahrensevaluation und Optimierung von Verbrennungseigenschaften und Prozessparameter der Staubfeuerung für den Einsatz landwirtschaftlicher Reststoffe, wie Gärrest und Geflügelmist als Ersatz des bisherigen Energieträgers Braunkohle für Bestands- und Neuanlagen. Auch die biogenen Inputsubstrate sollen für den Einsatz in der Staubfeuerung angepasst (Mahlung, Siebung) und optimiert werden. Schwerpunkt ist die Reduktion von Schad- und Störstoffen sowie die Verbesserung der Brennstoffeigenschaften. Die Entwicklungen sollen dann im technischen Maßstab getestet und bewertet werden. Außerdem soll ein Gesamtkonzept zur technischen Umsetzung und Einsatz der Technologien erarbeitet werden, welches die Logistik der Energie- und Stoffströme sowie deren Verwertung für Bestands- und Neuanlagen beinhaltet. Abschließend wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und LCA mit Ökobilanzierung für den kommerziellen Maßstab durchgeführt.

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