Mehr als 90 Prozent der anthropogen emittierten Stickstoffoxide entstehen als Nebenprodukte von Verbrennungsvorgängen. Verursacher sind Kfz-Motoren, Feuerungsanlagen der Kraftwerke, Industriebetriebe und Hausheizungen. Der Verkehr ist die Emittentengruppe mit den höchsten Anteilen an Stickstoffoxiden (NOX). Trotz der in den vergangenen Jahren verstärkten Anstrengungen, die NOX-Emissionen zu reduzieren (Kfz-Katalysatoren, Rauchgasentstickungsanlagen) führen hohe Verkehrsdichten in Ballungsräumen und oftmalige Inversionswetterlagen zu erheblichen NOX-Belastungen. So kommt es, dass in Innenstadtbereichen trotz der erwähnten Emissionsminderungsmaßnahmen, aufgrund des ständig steigenden Verkehrsaufkommens, Grenz- bzw. Richtwerte überschritten werden. Ein neues Verfahren zur Minimierung der Immissionen basiert darauf, vorhandene Gebäudeoberflächen (z. B. Dächer, Häuserfassaden, Verglasungen) zur Reduktion von Stickoxiden in städtischen Atmosphären zu nutzen. Hierzu sollen die katalytischen bzw. photokatalytischen Eigenschaften bestimmter Substanzen gezielt baulich eingesetzt werden. Der katalytische Abbau von NOX in Rauchgasentstickungsanlagen ist ein umfangreich erforschtes Gebiet der technischen Chemie. Erst oberhalb Temperaturen von 250 - 400 Grad C erreichen die Katalysatoren Umsatzgeschwindigkeiten, die für die technische Nutzung brauchbar sind. In Großstädten stehen ausgedehnte Gebäudeflächen zur Verfügung. Würde ein Teil dieser Flächen aus katalytisch aktiver Bausubstanz bestehen, so wären hier auch langsame, auf niedrigem Temperaturniveau (Sommeraußentemperatur) stattfindende katalytische Reaktionen interessant, da die großen Flächen den Nachteil geringer Umsätze kompensieren würden. Diese neue Gruppe von funktionellen Baustoffen für den passiven katalytischen Schadstoffabbau werden als p-Baustoffe (Protective Integrated Building Materials) bezeichnet. Erste Voruntersuchungen mit beschichteten Dachsteinen waren erfolgreich.
Das Brandverhalten von Kalksandstein-Mauerwerk wurde bisher ausschliesslich durch Brandpruefungen gemaess DIN 4102 Teil 2 und Teil 3 an praxisgerechten, grossformatigen Bauteilen nachgewiesen. Ueber das Hochtemperaturverhalten von Kalksandsteinen und Moerteln sowie der Kombination Stein/Moertel lagen weltweit bisher kaum Ergebnisse vor. Im vorliegenden Forschungsbericht werden die Ergebnisse der Untersuchungen unter erhoehten Temperaturen zur Bestimmung der thermischen und mechanischen Materialeigenschaften von ausgewaehlten Kalksandsteinen und Moerteln vorgestellt und bewertet. Zur Ermittlung der thermischen Materialkennwerte wurden zahlreiche Temperaturmessungen aus den oa Bauteilpruefungen ausgewertet. Ausserdem wurden nach der Entwicklung der dafuer erforderlichen Pruefmaschine erste Warmkriechversuche mit instationaerer Erwaermung an Mauerwerksabschnitten durchgefuehrt. Hierbei wurde der Einfluss von Stoff- und Lagerfugen - vermoertelt oder stumpf gestossen - auf die thermische Dehnung und Gesamtdehnung unter Last ermittelt. Die erzielten Ergebnisse wurden derart aufbereitet, dass sie in einem Parallelvorhaben als Rechengrundlagen eines rechnerischen Nachweisverfahrens fuer das Brandverhalten von Kalksandstein-Mauerwerk verwendbar sind.
norganische Funktionsmaterialien spielen innerhalb der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts, etwa im Bereich der Informationstechnik oder der Energieerzeugung und -speicherung, eine zentrale Rolle. Dabei sind komplex strukturierte multifunktionelle Materialien auf rein anorganischer Basis sowie im Verbund mit organischen Anteilen zur Weiterentwicklung dieser Technologien von wesentlicher Bedeutung. Die Erzeugung solcher Materialien mit definierter Struktur und Stöchiometrie über die konventionelle Prozesstechnik, die in der Regel bei erhöhten Temperaturen und/oder Drücken sowie unter erheblichem verfahrenstechnischen Aufwand abläuft, stößt hierbei jedoch an ihre Grenzen. Demgemäß ist die Suche nach neuen Verfahren, die eine Generierung von diesen Materialien bei Umgebungsbedingungen und mit reduziertem prozesstechnischen Aufwand ermöglichen, derzeit Gegenstand weltweiter Forschungsanstrengungen. Für die Bildung von komplex strukturierten anorganischen Festkörpern bei Umgebungsbedingungen liefert die belebte Natur eindrucksvolle Beispiele. So entstehen durch Biomineralisationsprozesse Stoffe wie etwa Calciumphosphat oder -carbonat, deren Bildung genetisch determiniert ist und durch die Wechselwirkung mit Biomolekülen gesteuert wird, wobei unter anderem Selbstorganisationsprozesse eine Rolle spielen. Die hierdurch entstehenden anorganischen Materialien besitzen multifunktionelle Eigenschaften, wobei deren Eigenschaftsspektrum durch den Einbau von bioorganischen Komponenten erweitert wird. Wenngleich viele technisch relevante Materialien bei diesen natürlichen Prozessen keine Rolle spielen, ergeben sich hieraus unmittelbar aussichtsreiche Perspektiven zur Generierung neuer anorganischer Funktionsmaterialien durch spezifische molekulare Interaktionen zwischen bioorganischen und anorganischen Stoffen. Das Hauptziel dieses Schwerpunktprogramms ist daher die Übertragung von Prinzipien der Biomineralisation auf die Generierung von anorganischen Funktionsmaterialien und von deren Hybriden mit bioorganischen Anteilen. Zur Erreichung dieses Ziels werden Arbeiten durchgeführt (1) zur In-vitro- und In-vivo-Synthese anorganischer Funktionsmaterialien und deren Hybride mit bioorganischen Molekülen in Form von Schichten oder 3D-Strukturen, (2) zur Charakterisierung der Bildungsprozesse und der Struktur der Materialien sowie (3) zur Bestimmung und zum Design von deren physikalischen und chemischen Eigenschaften. Diese experimentellen Untersuchungen werden weiterhin durch Arbeiten zur Modellierung der Materialbildung, -struktur und -eigenschaften begleitet.
Die für die Sicherheit von Mensch und Umwelt sowie für die Messtechnik zuständigen deutschen Bundesbehörden – das Umweltbundesamt, die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA), das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) – begleiten die rasante Innovation von neuartigen Materialien mit einer langfristigen Forschungsstrategie. Die vorgestellte Strategie zeigt die notwendige Sicherheitsforschung auf, die auf der einen Seite Regulierungsbehörden in die Lage versetzt, neuartige Materialien angemessen bewerten zu können, und auf der anderen Seite auch das „Safe and Sustainable by Design“ für Innovatoren unterstützt. Veröffentlicht in Fact Sheet.
Zielsetzung: In diesem Forschungsvorhaben soll ein neuartiges, recyceltes Aktivmaterial aus einer Stahllegierung für elektrische Maschinen (EMn) mithilfe eines innovativen, nachhaltigen Herstellungsverfahrens entwickelt werden. Die Grundidee des Projekts besteht darin, eine Recyclingroute für Blechpakete aus ausgemusterten Statoren und Rotoren von EMn sowie für den bei der Herstellung neuer Blechpakete anfallenden Blechschrott zu etablieren. Diese neue Recyclingroute zeichnet sich dadurch aus, dass die für neue EMn benötigten Statoren und Rotoren durch das Verpressen von Metallspänen hergestellt werden – anstelle des üblichen Weges über Verschrottung, Einschmelzen, Stranggießen sowie anschließendes Warm- und Kaltwalzen. Die Antragsteller verfolgen das Konzept, sämtlichen Schrott zu zerkleinern, die entstehenden Späne chemisch zu beschichten und anschließend durch ein Umformverfahren in die finale Geometrie von Stator- und/oder Rotorbauteilen zu verpressen. Das gepresste Bauteil kann dann als Aktivmaterial oder als Teil davon, z.?B. in einem EM oder in Transformatoren, eingesetzt werden. Fazit: Das gepresste Bauteil kann anschließend als Aktivmaterial oder als Teil davon verwendet werden, z.?B. in einer elektrischen Maschine (EM) oder in Transformatoren. Der daraus resultierende neuartige Werkstoff „Compacted Chip Magnetic Composite“ (CCMC) besteht aus recycelten, isolierten Blechspänen und ähnelt damit den heute bekannten weichmagnetischen Pulververbundwerkstoffen (SMC – Soft Magnetic Composites). Zur Validierung dieser Idee wird der Einfluss verschiedener Spangeometrien, deren Isolierung sowie weiterer Prozess- und Systemparameter im Herstellungsprozess untersucht. Die Ergebnisse dieser Forschung sollen dazu beitragen, den Einsatz von recyceltem Blechschrott in der Elektromobilität und anderen Anwendungen (z.?B. Transformatoren und/oder andere elektrische Maschinen zur Magnetfeldinduktion) zu verbessern und die Nachhaltigkeit von EMn zu erhöhen. Gelingt es, den Energiebedarf für das Recycling von EMn deutlich zu senken, kann dies einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks zukünftiger elektrischer Maschinen leisten. Die in den Kreislauf zurückgeführten Motorkomponenten helfen dabei, den Verbrauch nicht erneuerbarer Rohstoffe sowie den Energiebedarf, die CO2-Emissionen und den Wasserverbrauch zu verringern.
The German federal authorities responsible for human and environmental safety, and metrology – the German Environment Agency (UBA), the Federal Institute for Occupational Safety and Health (BAuA), the German Federal Institute for Risk Assessment (BfR), the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), and the National Metrology Institute (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB) - are accompanying the rapid pace of innovation of advanced materials with a long term research strategy focusing on safety research needs from a regulatory perspective. The strategy builds on former joint research strategies on nanomaterials and advanced materials and highlights current research priorities to enable regulatory preparedness for material innovations and better connect safety research with innovation research. Veröffentlicht in Fact Sheet.
The German federal authorities responsible for human and environmental safety, and metrology – the German Environment Agency (UBA), the Federal Institute for Occupational Safety and Health (BAuA), the German Federal Institute for Risk Assessment (BfR), the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), and the National Metrology Institute (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB) - are accompanying the rapid pace of innovation of advanced materials with a long term research strategy focusing on safety research needs from a regulatory perspective. The strategy builds on former joint research strategies on nanomaterials and advanced materials and highlights current research priorities to enable regulatory preparedness for material innovations and better connect safety research with innovation research.
Im Verbund-Projekt BuKuMu sollen Multi-Wire verschaltete Solarmodule mit kostengünstigen busbarlosen, kupfermetallisierten Siliziumsolarzellen entwickelt und erprobt werden. Bei der Zellkontaktierung soll durch Vermeidung von Busbars und Verwendung von Kupferpasten eine signifikante Silbereinsparung erzielt werden. Durch die innovative TECC-Wire (thermoplastic electrically conductive coating) Technologie können busbarlose Zellen zu Strings verbunden und eine zuverlässige Verschaltung im Modul erreicht werden. Die Partner entwickeln im Verbund die notwendigen Materialien, Prozesse und Fertigungsanlagen und verifizieren Stabilität und Ertrag der silberarmen PV-Module. Das Teilprojekt zielt darauf ab, innovative Materialien für die Solarmodulproduktion zu entwickeln, um die europäische Solarindustrie zu stärken und unabhängiger von Importen zu machen. Dies ist ein wesentlicher Aspekt bei der Umsetzung des REPowerEU-Plans, der bis 2030 eine installierte PV-Kapazität von 600 GWp vorsieht (Vervierfachung zu 2020). Eine zentrale Herausforderung hierbei ist die Bereitstellung von Ressourcen, vor allem Silber, dessen Verfügbarkeit einen Engpass für die Steigerung der Solarzellenproduktion darstellt. Um dieses Risiko zu verringern, entwickelt der ASt zwei innovative Materialien, die es ermöglichen den Silbereinsatz drastisch zu reduzieren oder ganz zu vermeiden: 1) Niedertemperatur-Metallisierungspasten auf Basis von Kupfer- oder silberbeschichteten Kupferpartikeln für die Kontaktierung von aktuell dominierenden (TOPCon) und künftig wichtiger werdenden Solarzellen-Typen (Si-Heterojunction und Si-Perowskit-Tandem). 2) Kupferdrähte, die mit einer silberfreien, thermoplastischen Klebstoffschicht ummantelt sind, für die busbarlose Verbindung von Solarzellen nach dem TECC-Wire Konzept. Diese Maßnahmen sollen die Abhängigkeit von Silber reduzieren und damit Kosteneffizienz und Nachhaltigkeit der europäischen Solarzellenproduktion verbessern.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 2245 |
| Kommune | 2 |
| Land | 28 |
| Weitere | 9 |
| Wirtschaft | 64 |
| Wissenschaft | 909 |
| Zivilgesellschaft | 76 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 2204 |
| Text | 33 |
| Umweltprüfung | 2 |
| unbekannt | 19 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 51 |
| Offen | 2207 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 2093 |
| Englisch | 289 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 12 |
| Dokument | 51 |
| Keine | 935 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 1298 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1406 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1309 |
| Luft | 1242 |
| Mensch und Umwelt | 2251 |
| Wasser | 780 |
| Weitere | 2258 |