Das Projekt "Teilvorhaben: BAM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durchgeführt. Nigeria ist weltweit größter Cassavaproduzent. Cassava ist eine Nahrungspflanze, die überall in Afrika verbreitet ist. Die Abfälle werden üblicherweise abgelagert, was zu Problemen in Bezug auf Platzbedarf und Umweltverschmutzung führt. Dabei sind die Schalen und die anhaftende Stärke in höchstem Maße wertvolle Nebenprodukte, die durch Weiterverarbeitung Halden vermeiden und neue Potentiale für die Nutzbarmachung generieren können. Die anhaftende Stärke kann zunächst in nutzbringende chemische Zusatzmittel für die Optimierung der Verarbeitungseigenschaften von Beton bei hohen Temperaturen verwandelt werden. Die danach verbleibenden Schalen können als Brennstoff für unterschiedliche Prozesse eingesetzt werden, so zum Beispiel für die Ziegelherstellung. Zuletzt können die bei der Verbrennung entstehenden Aschen als puzzolanischer Zementersatz verwendet werden. Diese Prozesskette verursacht keinerlei Abfall und führt zu drei neuen synergistischen Nutzen für ein Material, das heute als Abfall betrachtet wird. Die neuen Wertschöpfungsketten tragen hohes Potential, neue Märkte zu schaffen und somit Existenzgrundlagen für lokale Marktteilnehmer. Durch die Umwandlung von Abfallprodukten in hochwertige Technologieprodukte verändert sich auch die öffentliche Wahrnehmung der Produzenten von landwirtschaftlichen Produkten allgemein. Das Ziel der Kooperation ist eine gesamtheitliche Betrachtung der Potentiale, die in Cassavaabfällen liegen. Die Bewertung erfolgt auf sozio-ökonomischen, umwelttechnologischem und Nachhaltigkeitlevel sowie unter bautechnischen Aspekten. Das Projekt wird umfangreiche Konzepte für die Verwendung von Cassavaabfällen sowie Strategien für eine schnelle Implementierung in lokalen Wertschöpfungsketten liefern. Darüber hinaus werden Lehrinhalte erstellt, die unterschiedliche Adressaten fokussieren. Zuletzt werden Seminare entwickelt, die die Verbreitung der Inhalte ermöglichen, da die Technologie auch in anderen Regionen Afrika große Potentiale birgt.
Das Projekt "Teilvorhaben F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik, Institutsteil Dresden durchgeführt. Das Fraunhofer IWU organisiert im Rahmen des Arbeitspaketes 3 das Teilarbeitspaket 3.1 'Fold Winding' (FW). Folgende technische Arbeitsziel werden dabei im Teilarbeitspaket 3.1 adressiert: 1. Entwicklung des faltgewickelten Hoch-Temperatur Halbzeuges Im Rahmen des Verbundprojektes sind kontinuierlich gefertigte thermoplastische Profile für strukturelle Anwendungen zu entwickeln. Das Faltwickelverfahren ist ein Prozess, in dem effizient und kontinuierlich thermoplastische Halbzeuge gefertigt werden können. Die beim Faltwickeln entstehenden Halbzeuge sind nach dem FW-Prozess zu kombinieren, zu fixieren und zu beschneiden. In Abhängigkeit von den Profil-Anforderungen sind für den FW-Halbzeug-Aufbau einzelne Tape-Breiten, der Lagenaufbau und z.B. der Faservolumengehalt zu erarbeiten. Dabei wird auf verschiedene Simulationstools zurückgegriffen und die Ergebnisse mit dem Referenz-Profil und Referenz-Lagenaufbau des Profils verglichen. Neben der mechanischen Analyse ist aber auch die thermische Analyse durchzuführen, um Schrumpf und Verzug bei der Profilherstellung zu vermeiden. 2. Entwicklung der Faltwickel Technologie für Hochtemperatur-Thermoplaste Insbesondere Hochtemperatur-Materialien wie PEEK, PEAK und PA6 bedürfen bei der FW-Technologie der Forschung und Entwicklung hinsichtlich des Halbzeug-Handlings als auch bzgl. der Anlagentechnik. Die Faltwickel-Technologie ist somit speziell für die spezifischen Hochtemperatur-Thermoplaste zu entwickeln. Die Realisierung der verschiedenen Winkel Alpha bedarf der Analyse der Handhabung der einzelnen Tapes und damit auch der Entwicklung der Anlagen-Steuerung. Um nach dem FW das Multiaxial-Gelege händeln zu können sind beim FW ferner die Lagen zueinander zu fixieren. Deshalb gilt es im Rahmen des Projektes sowohl den Grad der Fixierung als auch das Heizen/Verschmelzen zu entwickeln, wobei die Anforderungen aus der Integration (AUMO), Konsolidierung (TUC) und dem Rollformen (Daido) zu berücksichtigen sind.
Das Projekt "CUT-A_Plus - Cutting Edge Charakterisierung und Technologie für die deutsche PV-Industrie PLUS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Im Mittelpunkt des Projektes 'CUT-A PLUS' steht die Weiterentwicklung des Gesamtfertigungsprozesses beidseitig passivierter industrieller PERC-Solarzellen (PERC: Passivated Emitter and Rear Cell) aus mono- und multikristallinem p-dotiertem Silicium in den PVTEC-Laboren des Fraunhofer ISE. Es werden Einzelprozesse und der Gesamtherstellungsprozess kontinuierlich optimiert. Die Service-Möglichkeiten des 'neuen' PV-TEC werden dadurch etabliert, erweitert und verbessert. Das Gesamtziel des Vorhabens ist es, die Entwicklung und Bereitstellung von modernster, Cutting-Edge-Technologie zu ermöglichen, die die Herstellung dieser Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 20,5% für multikristallines und 22,5% für monokristallines Material ermöglichen. Damit wird die deutsche PV-Industrie im internationalen Wettbewerb kosteneffizient unterstützt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Kennwert-Ermittlung biobasierter FVK, Entwicklung/Herstellung der Formen und Testbauteilen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf durchgeführt. Leichtbau ist eine branchen- und werkstoffübergreifende Technologie mit hohem Wertschöpfungspotenzial für Automobil, Luft- und Raumfahrt, Maschinen- und Anlagenbau, Sportartikel und Bauwesen. Mit dem dreidimensionalen Faserverbund-Wickelverfahren 'xFK in 3D' ist es möglich, (ultra-)leichte und zugleich hochfeste und steife Fachwerk-Strukturen unter Nutzung unterschiedlichster Fasermaterialien herzustellen. Das Raumwickelverfahren ermöglicht die kraftflussgerechte Einarbeitung der Fasern im Bauteil und nutzt damit das maximale Festigkeitspotenzial des eingesetzten Faser-Materials bei geringstem Bauteilgewicht bei hoher Funktionsintegration. (Ultra-)leichte Fachwerk-Strukturen können den Energieaufwand für die Beschleunigung der Fahrzeuge überproportional reduzieren. Vor allem im Bereich der E-Mobilität muss eine maximal möglichen Massenreduzierung erreicht werden. Neben dem Ultraleichtbau trägt auch der äußerst geringe Verschnitt an Fasern (unter 1%) zur weiteren Reduzierung des Treibhauseffekts und der Kosten im Vergleich zu bestehenden Verfahren der Faserverbundtechnik bei. Ziel des Projekts ist die exemplarische Herstellung einer automobilen Ultraleichtbau-Mittelkonsole mittels des Raumwickelverfahrens 'xFK in 3D' in Verbindung mit 'Häuten' aus leichten 'Smart Textiles' für Heizung, Sensorik und ambienter Beleuchtung. Eine solche Kombination dieser Technologien, vor allem unter Verwendung biobasierter Materialien, ist komplett neu. 'xFK in 3D' ist eine kostengünstige, hochflexible Prozesstechnologie welche Konzept-, Werkstoff-, Verbindungs- und Fügetechnik-Leichtbau mittels CAE in einer Digitalen Prozesskette ganzheitlich kombiniert. Die innovative Verknüpfung von zwei Leichtbau-Verfahren '3D-Wickeltechnik' und 'Smart Textiles' wird einen unmittelbaren Beitrag zur Energieeffizienz, Ressourcenschonung sowie Umwelt- und Klimaschutz leisten und zur Erhöhung der Innovationskraft, Produktivität und Stärkung der deutschen Wirtschaft beitragen.
Das Projekt "AIWe - Weltspeicher auf Basis der All-Iron Redox-Flow Batterietechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für angewandte Wissenschaften Landshut, Technologiezentrum Energie durchgeführt. Die Antragsteller erarbeiten ein technisch und wirtschaftlich zukunftsweisendes Konzept zur Entwicklung eines Weltspeichers auf Basis der All-Iron Redox-Flow Batterietechnologie (IRFB). Die IRFB zeigt beste Grundvoraussetzungen zur Verwendung als Weltspeicher, da die notwendigen Materialien umweltfreundlich, kostengünstig und weltweit verfügbar sind (oder auch größtenteils aus Recyclingmaterialen herstellbar sind). Ziel des einjährigen Konzeptvorhabens ist es daher, ein detailliertes Lösungskonzept für die Verwendung der IRFB als umweltfreundlicher und kostengünstiger Weltspeicher zu entwickeln und damit den Nachweis der Funktionstüchtigkeit im Grundsatz zu demonstrieren. Sämtliche Annahmen und technische Entwicklungen werden während der Förderlaufzeit der Konzeptphase durch Versuchsreihen auf Laborebene demonstriert. Die Konzeptphase leistet Vorarbeiten, um in der anschließenden Projektphase ein seriennahes Produkt zu optimieren, bauen und in der Einsatzumgebung testen zu können. Des Weiteren werden Standard-Vergleichsparameter für technische und wirtschaftliche Spezifikationen des Zielsystems, wie beispielsweise Standard Lastzyklen, erarbeitet und in Absprache mit den übrigen Fördernehmern vereinheitlicht. Das am Ende der Projektlaufzeit fertiggestellte Konzeptpapier (Projektbericht) enthält dann nicht nur eine Strategie für eine potentielle Industrialisierung und Vergleichbarkeit zu anderen Technologien, sondern auch Lebenszyklusanalysen und Analysen zu Materialien, zu deren Herkunft, zum Energieeinsatz sowie Hinweise zum Recycling. Aspekte eines weltweiten Vertriebs des Speichers speziell im Hinblick auf Standortgegebenheiten, Modulierbarkeit oder Wartungsmöglichkeiten in bevölkerten, energiearmen Regionen, in Deutschland, Europa sowie der ganzen Welt werden ebenfalls in das Konzeptpapier eingebracht.
Das Projekt "AIWe - Weltspeicher auf Basis der All-Iron Redox-Flow Batterietechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VoltStorage GmbH durchgeführt. Die Antragsteller erarbeiten ein technisch und wirtschaftlich zukunftsweisendes Konzept zur Entwicklung eines Weltspeichers auf Basis der All-Iron Redox-Flow Batterietechnologie (IRFB). Die IRFB zeigt beste Grundvoraussetzungen zur Verwendung als Weltspeicher, da die notwendigen Materialien umweltfreundlich, kostengünstig und weltweit verfügbar sind (oder auch größtenteils aus Recyclingmaterialen herstellbar sind). Ziel des einjährigen Konzeptvorhabens ist es daher, ein detailliertes Lösungskonzept für die Verwendung der IRFB als umweltfreundlicher und kostengünstiger Weltspeicher zu entwickeln und damit den Nachweis der Funktionstüchtigkeit im Grundsatz zu demonstrieren. Sämtliche Annahmen und technische Entwicklungen werden während der Förderlaufzeit der Konzeptphase durch Versuchsreihen auf Laborebene demonstriert. Die Konzeptphase leistet Vorarbeiten, um in der anschließenden Projektphase ein seriennahes Produkt zu optimieren, bauen und in der Einsatzumgebung testen zu können. Des Weiteren werden Standard-Vergleichsparameter für technische und wirtschaftliche Spezifikationen des Zielsystems, wie beispielsweise Standard Lastzyklen, erarbeitet und in Absprache mit den übrigen Fördernehmern vereinheitlicht. Das am Ende der Projektlaufzeit fertiggestellte Konzeptpapier (Projektbericht) enthält dann nicht nur eine Strategie für eine potentielle Industrialisierung und Vergleichbarkeit zu anderen Technologien, sondern auch Lebenszyklusanalysen und Analysen zu Materialien, zu deren Herkunft, zum Energieeinsatz sowie Hinweise zum Recycling. Aspekte eines weltweiten Vertriebs des Speichers speziell im Hinblick auf Standortgegebenheiten, Modulierbarkeit oder Wartungsmöglichkeiten in bevölkerten, energiearmen Regionen, in Deutschland, Europa sowie der ganzen Welt werden ebenfalls in das Konzeptpapier eingebracht.
Das Projekt "MERCATOR - Material Effizientes Recycling für die Circular Economy von Automobilspeichern durch Technologie Ohne Reststoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. Abfallprognosen müssen in Szenarien möglichst genau bestimmt werden, um die technischen Prozessparameter zielgenau zu bestimmen, und die Potentiale der Ergebnisverwertung in Wirtschaftlichkeitsmodellen erfassen zu können. Die Steigerung der Recyclingeffizienz durch den Ausbau der Recyclingkette und die Zweitnutzung von Batteriekomponenten wird durch Analytik von Batchprozessen untersucht und nach den Richtlinien der EU-Verordnung 493/2012 hochgerechnet. Als erster Schritt zur ökologischen Einschätzung wird eine Energiebilanz berechnet, die Energieflüsse und Optimierungspotenziale aufzeigt. Für eine umfassende Umweltbewertung wird eine Ökobilanz (life-cycle assessment, LCA) nach ISO 14040/14044 für die gesamte Recyclingkette erstellt. Die LCA wird in vier iterativen Schritten durchgeführt. In eine umfassende Gesamtbewertung fließen auch eine ökonomische Betrachtung der Recyclingprozesse und eine Marktbewertung der Recyclingprodukte ein.
Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: otego" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von otego GmbH durchgeführt. otego entwickelt neuartige organische thermoelektrische Generatoren (OTEGs) als nachhaltige Energieversorgung für das Internet of Things. Für viele vernetze Kleingeräte werden lästige Batteriewechsel bald der Vergangenheit angehören. Denn Wärme gibt es fast überall. Mit OTEGs lässt sich die Energie selbst kleinster Wärmequellen vollkommen wartungsfrei in nützlichen Strom umwandeln - und zwar dort, wo er gebraucht wird. Elektrische Verbraucher erhalten so eine unabhängige Energiequelle. OTEGs von otego besitzen im Vergleich zur Konkurrenz einzigartige Eigenschaften, denn otego setzt erstmals elektrisch leitfähige Kunststoffe aus eigener Entwicklung ein. Die OTEGs sind unter anderem mechanisch flexibel und können einfach an gekrümmte Oberflächen wie Rohre angepasst werden. Die größte Besonderheit der otego-Technologie liegt jedoch in der Kombination aus kostengünstigen Materialien und großindustriellen Produktionsverfahren. Die elektrischen Schaltungen werden auf industriellen Druckmaschinen gedruckt und anschließend vollautomatisch in einem patentierten Verfahren weiterverarbeitet. Dadurch wird otego als erster Hersteller OTEGs produzieren können, die für breite Massenanwendungen in Frage kommen. Nachdem in der ersten Förderphase der Proof of Concept erbracht wird, sollen in der zweiten Förderphase der Markteintritt erfolgen. Dazu wird der thermoelektrische Wirkungsgrad auf ein Massenmarktfähiges Niveau erhöht. Außerdem werden die prototypischen Produktionsmaschinen in einen Zustand gebracht, mit dem sich eine Pilotserie fertigen lässt. Mit Kunden werden zudem in Kooperationsprojekten thermoelektrische Anwendungen entwickelt.
Das Projekt "MERCATOR - Material Effizientes Recycling für die Circular Economy von Automobilspeichern durch Technologie Ohne Reststoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UVR-FIA GmbH Verfahrensentwicklung-Umweltschutztechnik-Recycling- GmbH durchgeführt. Elektromobile Speicher werden heute noch in Pilotanlagen verarbeitet, deren Recyclingtiefe hinsichtlich zurückgewonnener Materialien sich auf wenige Basismetalle wie Nickel, Kobalt und Kupfer begrenzt. Zur ganzheitlichen, ökonomischen und ökologischen Unterstützung der wachsenden Elektromobilität ist eine Verbesserung der Kostenstruktur und Recyclingtiefe erforderlich, die durch Mercator adressiert wird. Der in Mercator vorgeschlagene und zu untersuchende Prozess beinhaltet den Ansatz einer kontrollierten, energieneutralen Pyrolyse und der nachfolgenden hydro-mechanischen Trennung der beinhalteten Sekundärrohstoffe. Dies umfasst sowohl die Rückgewinnung des Lithiums, als auch die Prüfung des wiedergewinnbaren Graphits. Mit deutlich erweiterter Produktpalette kann das Verfahren die Recyclingquote auf 70%, und die Wertschöpfung um bis zu 50% erhöhen. Im Teilthema Hydromechanische Separation der Aktivmasse wird die UVR-FIA GmbH die grobe und feine Aktivmasse unterschiedlicher Qualität als Ausgangsmaterial für ihre Bearbeitung verwenden. Zielstellung ist, aus der groben Aktivmasse mit trockener Magnetscheidung grobes Co/Ni-Pulver möglichst rein abzutrennen. Aus der feinen Aktivmasse soll mit nasser Magnetscheidung das feine Co-Ni-Pulver und aus dem nassen, unmagnetischen Rückstand mit Flotation und Fällung Rohgraphit und Lithiumcarbonat gewonnen werden. Ziel ist es, aus dem Stoffstrom schon frühzeitig Wertmaterialien abzutrennen und damit die Kosten für die weitere Aufbereitung der verbleibenden Rückstände zu senken. Die Funktionsfähigkeit dieser Zielstellung wird zunächst im Labor und bei Erfolg im kleintechnischen Maßstab erforscht.
Das Projekt "MERCATOR - Material Effizientes Recycling für die Circular Economy von Automobilspeichern durch Technologie Ohne Reststoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CTG GmbH & Co. KG durchgeführt. Elektromobile Speicher werden heute noch in Pilotanlagen verarbeitet, deren Recyclingtiefe hinsichtlich zurückgewonnener Materialien sich auf wenige Basismetalle wie Nickel, Kobalt und Kupfer begrenzt. Zur ganzheitlichen, ökonomischen und ökologischen Unterstützung der wachsenden Elektromobilität ist eine Verbesserung der Kostenstruktur und Recyclingtiefe erforderlich, die durch Mercator adressiert wird. Der in Mercator vorgeschlagene und zu untersuchende Prozess beinhaltet den Ansatz einer kontrollierten, energieneutralen Pyrolyse und der nachfolgenden hydro-mechanischen Trennung der beinhalteten Sekundärrohstoffe. Dies umfasst sowohl die Rückgewinnung des Lithiums, als auch die Prüfung des wiedergewinnbaren Graphits. Mit deutlich erweiterter Produktpalette kann das Verfahren die Recyclingquote auf 70%, und die Wertschöpfung um bis zu 50% erhöhen.
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