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PRELUDE, Teilvorhaben: Elektrolysezellen- und Membranentwicklung für die Prozess- und Meerwasser-Elektrolyse unter Betrachtung der Gesamtprozesswirtschaftlichkeit

Mit Phasenwechselmaterialien getränktes Vollholz als latenter Wärmespeicher für Gebäude, Teilvorhaben 2: Anwendungsentwicklung

Ein großer Teil der in Gebäuden benötigten Energie muss für Heizung oder Kühlung aufgewendet werden, um unbehagliche Raumtemperaturen zu verhindern. Dabei ist im Sommer insbesondere bei mehrgeschossigen Geschäftsgebäuden häufig Kühlung notwendig, während im Winter geheizt werden muss. Während Möglichkeiten einer wirtschaftlichen Energieeinsparung durch Dämmung der Gebäude weitgehend ausgereizt zu sein scheinen, besteht hinsichtlich der Speicherung von Wärmeenergie immer noch ein erhebliches Verbesserungspotential. Als effektive Möglichkeit der Speicherung von Wärmeenergie sind sogenannte Phasenwechselmaterialien (PCM) bekannt, bei denen für den Übergang von der festen in die flüssige Phase Energie zur Lösung der chemischen Bindungen benötigt wird. In diesem Phasenübergangsbereich nehmen derartige Materialien erhebliche Wärmeenergie auf, ohne dass sich die Temperatur wesentlich erhöht. Beispiele für Phasenwechselmaterialien sind u.a. Paraffine und spezielle Salze (z.B. Natriumsulfat/Glaubersalz). Das Ziel des Forschungsvorhabens ist Holz durch Tränkung mit einem PCM zu einem multifunktionalen Baumaterial aufzuwerten, das folgende Eigenschaften aufweist: - Große latente Wärmespeicherfähigkeit - Hohe Dauerhaftigkeit - Geringe Herstellungskosten - Hohe Tragfähigkeit - Gesundheitliche Unbedenklichkeit - Langzeitiger CO2-Speicher Mit PCM getränktes Vollholz (PCM-WOOD) ist eine neue Materialkombination, die bisher weder praktisch genutzt, noch systematisch untersucht wurde. Multifunktionale Tragelemente aus PCM-WOOD wären in der Lage neben der Wärmespeicherung und Temperaturpufferung innerhalb eines Gebäudes auch statische Aufgaben zu übernehmen. Anwendungen wären z.B. Decken und Wände aus Brettstapel- oder Brettsperrholz. In einem ersten Schritt können nichttragende Ausbauelemente wie Fußböden und Wandverkleidungen aber auch Möbel, die die Wärmespeicherung und Temperaturpufferung als zusätzliche Funktion erhalten, als vermarktungsfähige Produkte entwickelt werden.

Mit Phasenwechselmaterialien getränktes Vollholz als latenter Wärmespeicher für Gebäude, Teilvorhaben 1: Verfahrensentwicklung

Ein großer Teil der in Gebäuden benötigten Energie muss für Heizung oder Kühlung aufgewendet werden, um unbehagliche Raumtemperaturen zu verhindern. Dabei ist im Sommer insbesondere bei mehrgeschossigen Geschäftsgebäuden häufig Kühlung notwendig, während im Winter geheizt werden muss. Während Möglichkeiten einer wirtschaftlichen Energieeinsparung durch Dämmung der Gebäude weitgehend ausgereizt zu sein scheinen, besteht hinsichtlich der Speicherung von Wärmeenergie immer noch ein erhebliches Verbesserungspotential. Als effektive Möglichkeit der Speicherung von Wärmeenergie sind sogenannte Phasenwechselmaterialien (PCM) bekannt, bei denen für den Übergang von der festen in die flüssige Phase Energie zur Lösung der chemischen Bindungen benötigt wird. In diesem Phasenübergangsbereich nehmen derartige Materialien erhebliche Wärmeenergie auf, ohne dass sich die Temperatur wesentlich erhöht. Beispiele für Phasenwechselmaterialien sind u.a. Paraffine und spezielle Salze (z.B. Natriumsulfat/Glaubersalz). Das Ziel des Forschungsvorhabens ist Holz durch Tränkung mit einem PCM zu einem multifunktionalen Baumaterial aufzuwerten, das folgende Eigenschaften aufweist: - Große latente Wärmespeicherfähigkeit - Hohe Dauerhaftigkeit - Geringe Herstellungskosten - Hohe Tragfähigkeit - Gesundheitliche Unbedenklichkeit - Langzeitiger CO2-Speicher Mit PCM getränktes Vollholz (PCM-WOOD) ist eine neue Materialkombination, die bisher weder praktisch genutzt, noch systematisch untersucht wurde. Multifunktionale Tragelemente aus PCM-WOOD wären in der Lage neben der Wärmespeicherung und Temperaturpufferung innerhalb eines Gebäudes auch statische Aufgaben zu übernehmen. Anwendungen wären z.B. Decken und Wände aus Brettstapel- oder Brettsperrholz. In einem ersten Schritt können nichttragende Ausbauelemente wie Fußböden und Wandverkleidungen aber auch Möbel, die die Wärmespeicherung und Temperaturpufferung als zusätzliche Funktion erhalten, als vermarktungsfähige Produkte entwickelt werden.

Upgrade für Hölzer Upgrade für Hölzer

In den USA wurde eine neue Methode entwickelt, welche Nägel und Messer nicht nur schärfer, robuster und widerstandsfähiger macht, sondern sich auch als umweltfreundlicher und kostengünstiger in der Herstellung erweist. Die Forscher*innen konnten mit einem einfachem Verfahren Holz bis zu 23-mal härter machen als zuvor, indem sie zwei Prozessschritte verfolgen: zu anfangs wird mit einer chemischen Behandlung ein Teil des Lignins und Hemicellulose entfernt, was dazu führt, dass das Holz weich und leicht schwammig wird. Die Holzblöcke werden hierfür in eine wässrige Lösung mit Natriumhydroxid (NaOH; 5% Gewichtsanteil)) und Natriumsulfit (Na2SO3; 2,5%) gelegt, bis sich die Poren vollgesogen haben. Im darauffolgenden Schritt wird das Wasser im Holz entfernt durch das Einwirken von Druck und Hitze. Hierfür wird die Lösung bei 100 Grad für mehrere Stunden zum Kochen gebracht. Anschließend wird das Holz abgespült und getrocknet um Anschluss mit Mineralölen versiegelt damit es hydrophob wird. Das Verfahren hat am Beispiel mit Lindenholz bewiesen, dass die Schärfe und Härte eines Messers erreicht werden konnte.

RePhoR - Projekt R-Rhenania (Konzeptphase): Modifiziertes Rhenania Phosphat aus Klärschlammaschen für Bayern

Ermittlung des Korrosionsablaufes an den am Koelner Dom verwendeten Natursteinen - F 26

Erhaltungsmassnahmen an den verschiedenen am Koelner Dom verwendeten Natursteinvarietaeten sind nur dann erfolgversprechend, wenn der Korrosionsmechanismus fuer die verschiedenen Natursteine in Abhaengigkeit von der oertlichen Lage bekannt ist. Die verwitterten Schichten und Krusten der wichtigsten der mehr als 50 verbauten Natursteine wurden bis zum ungeschaedigten Kernbereich mit Hilfe chemischer und roentgenfluoreszensanalytischer Methoden sowie mit Hilfe der Roentgenbeugung und Lichtmikroskopie untersucht. Die einzigen untersuchten Proben des Drachenfelser und Berkumer Trachyts zeigten keine wesentliche Korrosion. Aus den oben angegebenen frueheren Untersuchungen ist jedoch bekannt, dass diese Gesteine unter Gips- und/oder Natriumsulfat-Bildung stark korrodieren koennen. Die Korrosion von Stenzelberger Andesit fuehrte zu Gips enthaltenden Ausbluehungen bzw. Korrosionsschichten. Die Verwitterungserscheinungen der untersuchten Sandsteine wurden in vier Gruppen eingeteilt: 1. Keine sichtbare Verwitterungserscheinung 2. Ausgewaschene Oberflaeche 3. Salzanreicherung im Gestein bei fester Oberflaeche a) ohne Schalenbildung b) mit Schalenbildung 4. Blaetterteigfoermige Abblaetterungen. Unabhaengig von der Herkunft des Gesteins konnte das Korrosionsverhalten der Sandsteinproben in diesen vier Gruppen gedeutet werden. Die Korrosion besteht im allgemeinen im Abbau des nicht quarzitischen Bindesmittels (Tonminerale und Karbonate) und in der Neubildung von Calcium-, Magnesium- und Natriumsulfat, welche gesteinszerstoerende Druecke entwickeln koennen. Die fuer die Bildung dieser Salze notwendigen Kationen konnten in die Proben, die diese nicht genuegend

Erarbeitung von Prozessstufen zur umweltfreundlichen Viskoseherstellung, vor allem zur Verminderung von CS2/H2S-Emissionen

Chemikalienrueckgewinnung bei der Zellstoffherstellung

Das Alkalische Sulfit-Verfahren mit Anthrachinon- und Methanolzusatz (ASAM-Verfahren) ermoeglicht es, einen hochqualitativen Zellstoff herzustellen. Der Zellstoff zeichnet sich vor allem durch seine chlorfreie Bleichbarkeit aus. Am Institut werden einzelne Schritte die Konvertierung der Gruenlauge bzw. die Umwandlung des Natriumsulfides in die aktive Kochchemikalie Natriumsulfit untersucht.

Analyse der Verschmutzung des Niederschlages und des Niederschlagsabflusses von staedtischen Strassen - im BMFT-Verbundprojekt 'Niederschlagsbedingte Schmutzbelastung der Gewaesser'

Unsere Untersuchungen befassen sich mit dem Transport und dem chemischen Verhalten von oekotoxikologisch relevanten organischen Substanzen und Spurenmetallen bei Regenabfluessen von staedtischen Strassen. Der Schwerpunkt der Messungen erfolgt in Bayreuth, eine Ausdehnung auf Dresden ist vorgesehen. Dabei gewinnen wir Daten ueber den Eintrag der genannten Spurenstoffe in die Kanalisation an west- und ostdeutschen Fallbeispielen und zusaetzliche Informationen ueber die Belastungssituation in Ost- und Westdeutschland. Zur Erfassung und Beprobung des Strassenabflusses wurde ein automatisches Probenahmesystem entwickelt. Mit hoher zeitlicher Aufloesung werden Niederschlagsdaten (Intensitaet, elektrolytische Leitfaehigkeit) aufgezeichnet. Die Beprobung des Wassers erfolgt rechnergesteuert nach den jeweiligen Erfordernissen. Parallel zur Beprobung des Strassenabflusses werden Regenproben genommen. Der Schwerpunkt der organischen Analyse liegt auf den Stoffgruppen der polychlorierten Biphenyle (PCB), der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAH) und der Nitrophenole. Es werden ausserdem die Summenparameter geloester organischer Kohlenstoffe (DOC), organische Halogenide (AOX) und Gluehverlust gemessen. Die untersuchten anorganischen Stoffgruppen sind einige Hauptionen (Natrium, Calcium, Chlorid, Sulfat, Hydrogencarbonat) und Schwermetalle (Blei, Cadmium, Kupfer, Zink, Nickel, Eisen). Darueber hinaus werden auch die Schwebgehalte bestimmt. Die geloesten und partikulaeren Anteile wurden bei allen Stoffen, bei denen dies sinnvoll ist, getrennt untersucht. Gesonderte Untersuchungen befassen sich mit Strassenstaeuben und Schlammtopfsedimenten.

Rauchgasentschwefelung mit Sodaloesung und zentrale Regenerierung der Produkte

In den naechsten Jahren koennen wir erwarten, dass verhaeltnismaessig viele Kraftwerke gebaut werden, die nur im Spitzen- und Mittellastbetrieb arbeiten. Fuer die mit Sicherheit geforderten Rauchgasentschwefelungsanlagen sind hohe Investitionen erforderlich, wodurch in Anbetracht der niedrigen Auslastung besonders hohe Kapitalkosten anfallen. Im Verhaeltnis zu diesen Kapitalkosten sind die Betriebsmittelkosten gering. Es waere besser, die Rauchgasreinigung mit moeglichst geringem Investitionsaufwand ggf. aber hoeheren Betriebsmittelkosten durchzufuehren und die Regenerierung der Entschwefelungsprodukte zu zentralisieren. Es wird vorgeschlagen, die Entschwefelung in einem Spruehturm mit Sodaloesung vorzunehmen und das entstehende Natriumsulfitpulver zentral nach Oxidation ueber das Solvay-Verfahren zu Soda und Gips umzusetzen.

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