Das Projekt "speedCIGS - Rechnerunterstützte Optimierung des CIGS-Depositionsprozesses in der industriellen Umsetzung, Teilvorhaben: Industrieller Kobedampfungsprozess" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Manz CIGS Technology GmbH.Zentrales Thema der Forschungsarbeiten ist die Verkürzung der CIGS-Depositionszeit mit dem Ziel die Wettbewerbsfähigkeit der CIGS-Dünnschichttechnologie zu erhalten und zu steigern. Dies wird unterstützt durch die computerbasierte Beschreibung wichtiger Teilprozesse wie Diffusion, Kristallbildung, Wachstumskinetik, Gleichgewichtszustände, Alkali-Austausch, Alkali-Einbau ins Gitter, etc. Parallel dazu erfolgt die experimentelle Umsetzung in einer eigens für schnelle Abscheideprozesse optimierten Pilotanlage. Durch aufwändige analytische Verfahren und Untersuchungen werden Teilprozesse und Effekte des schnellen Wachstums und des Alkali-Einbaus detailliert erforscht. Hinzu kommen Beiträge zur Auswahl und zur experimentellen Verifizierung eines p-Verbindungshalbleiters zur Vorbereitung der monolithischen Tandem-Verschaltung (z. B. Chalkopyrit/Perovskit).
Das Projekt "ERA-Net: PERFECTION: Perowskite als Sauerstoffträgermaterialien in solar-betriebenen Redoxprozessen zur Herstellung synthetischer Brennstoffe und als Energiespeicher, Teilvorhaben: DLR" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Solarforschung (SF), Standort Köln.Das Projekt PERFECTION basiert auf der Nutzung spezieller Materialeigenschaften zur Anwendung in mit konzentrierter Solarenergie (CSP) betriebenen Energiewandlungs- und Speicherprozessen. In CSP-Systemen werden Spiegel verwendet, um die Sonnenstrahlung zu konzentrieren, so dass sie als Wärmeenergie nutzbar wird. Die so gewonnene Wärmeenergie kann dann bei hoher Temperatur in chemische Energie umgewandelt werden. Dadurch werden 'solaren Brennstoffe' erzeugt: Wasserstoff und/oder Synthesegas. Das Ziel des Vorhabens ist es, Mischoxide mit der Perowskitstruktur und der allgemeinen Zusammensetzung ABO3 für solarthermische Brennstofferzeugungs- und Speicherprozessen zu entwickeln und zu verwenden und dabei Gemeinsamkeiten zwischen den Materialanforderungen dieser verschiedenen Prozesse auszunutzen.
Das Projekt "ProtOMem: Entwicklung von protonenleitenden Membranen mit optimierte Mikrostruktur und verbesserten Transporteigenschaften für Energie- und Wasserstoffseparationsanwendungen, Hier Teilantrag MPI Stuttgart zu ProtOMem Dachantrag IEK-1 Jülich" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung.Im ProtOMem-Projekt werden Membranen zweier Materialklassen (Perowskite, Fluorite) entwickelt, welche eine hohe Relevanz für die 'Energiewende' besitzen: (i) protonenleitende Elektrolyte für keramische protonenleitende Brennstoffzellen bei mittleren Einsatztemperaturen; (ii) protonisch-elektronisch mischleitende wasserstoffpermeable Membranen zur Anwendung in Wasser-Gas-Shift-Reaktoren. Die Leistungsfähigkeit beider Komponenten beruht auf den materialspezifischen Transporteigenschaften der Membranen (ionische und/oder elektronische Leitfähigkeit). Neben den intrinsischen Eigenschaften der Materialien ist die Herstellung von gasdichten 5-20 Mikrometer dicken Membranen mit optimierter Mikrostruktur auf porösen Trägern erforderlich, die mechanische Stabilität und ausreichenden Gastransport gewährleisten. Ziel des Projektes ist es, die Protonen- und Wasserstofftransporteigenschaften der Membran deutlich zu verbessern. Dafür ist ein besseres Verständnis der La28-xW4+x054+delta Defektchemie, Leitfähigkeit und Korngrenzeigenschaften erforderlich. Für Ba(Zr, Ce, Y)O3-d ist das Verständnis (mikro- strukturelle Charakterisierung, inkl. Untersuchung der lokalen Bindungseigenschaften) und die anschließende Modifikation der Korngrenzstruktur entscheidend. Diese grundlegenden Untersuchungen werden mit Herstellung und Tests der Membranen unter anwendungsnahen Bedingungen kombiniert, die wesentlicher Teil des Projekts sind. Für beide Materialklassen ist die Entwicklung großflächiger Membranen mit hervorragenden Transporteigenschaften im Fokus, um die Energieumwandlung effizient und kostengünstig zu realisieren. Flächenwiderstände von 0.1 Ohmcm2 bei 700 °C für einen Ba(Zr, Ce, Y)O3-d-Elektrolyten und ein Wasserstofffluss von 1-2 ml/min-cm2) bei 700 °C für La28- xW4+x054+delta werden angestrebt. Die Zielgrößen für die Komponenten liegen für beide Materialklassen bei 10x10 cm2, welche der realen kommerziellen Anwendungsgröße von Brennstoffzellen und Membranreaktoren nahekommt.
Das Projekt "ProtOMem: Entwicklung von protonenleitenden Membranen mit optimierte Mikrostruktur und verbesserten Transporteigenschaften für Energie- und Wasserstoffseparationsanwendungen, ProtOMem: Entwicklung von protonenleitenden Membranen mit optimierte Mikrostruktur und verbesserten Transporteigenschaften für Energie- und Wasserstoffseparationsanwendungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren.Im Projekt ProtOMem werden Membranen zweier Materialklassen (Perowskite und Fluorite) entwickelt, welche eine hohe Relevanz für die 'Energiewende' besitzen: (i) Elektrolyte für keramische protonenleitende Brennstoffzellen bei mittleren Einsatztemperaturen und (ii) protonisch-elektronisch mischleitende wasserstoffpermeable Membranen für die Anwendung in Wasser-Gas-Shift Reaktoren. Die Leistungsdaten dieser beiden Komponenten beruhen auf den spezifischen Transporteigenschaften der Membranen (ionische und/oder elektronische Leitfähigkeit). Neben den intrinsischen Eigenschaften der Materialien ist die Herstellung von Membranen mit optimierter Mikrostruktur (Dicke 5-20 Mikro m, gasdicht) auf einem porösen Träger erforderlich. Dieser muss dabei die mechanische Stabilität aber auch einen ausreichenden Gastransport gewährleisten. Ziel des Projektes ist es die Wasserstofftransporteigenschaften der Membran deutlich zu verbessern. Um dies zu erreichen, ist ein besseres Verständnis der La28-xW4+xO54+d Defektchemie und der Korngrenzeneigenschaften bzw. Leitfähigkeit erforderlich. Für Ba(Zr,Ce,Y)O3-d ist das Verständnis und die anschließende Modifikation der Korngrenzenstruktur, sowie eine detaillierte mikrostrukturelle Charakterisierung von hoher Relevanz, inklusive Information zu den chemischen Bindungseigenschaften. Neben diesen grundlegenden Untersuchungen sind anwendungsorientierte Herstellung und Tests der Membranen geplant. Für beide Materialklassen steht die Entwicklung von großflächigen Membranen mit exzellenten Transporteigenschaften im Fokus, um die Energieumwandlung effizient und kostengünstig zu realisieren. (Text gekürzt).
Das Projekt "ProtOMem: Entwicklung von protonenleitenden Membranen mit optimierte Mikrostruktur und verbesserten Transporteigenschaften für Energie- und Wasserstoffseparationsanwendungen, ProtOMem: Entwicklung von protonenleitenden Membranen mit optimierte Mikrostruktur und verbesserten Transporteigenschaften für Energie- und Wasserstoffseparationsanwendungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Gemeinschaftslabor für Elektronenmikroskopie.Im Projekt ProtOMem werden Membranen zweier Materialklassen (Perowskite und Fluorite) entwickelt, welche eine hohe Relevanz für die 'Energiewende' besitzen: (i) Elektrolyte für keramische protonenleitende Brennstoffzellen bei mittleren Einsatztemperaturen und (ii) protonisch-elektronisch mischleitende wasserstoffpermeable Membranen für die Anwendung in Wasser-Gas-Shift Reaktoren. Die Leistungsdaten dieser beiden Komponenten beruhen auf den spezifischen Transporteigenschaften der Membranen (ionische und/oder elektronische Leitfähigkeit). Neben den intrinsischen Eigenschaften der Materialien ist die Herstellung von Membranen mit optimierter Mikrostruktur (Dicke 5-20 Mikro m, gasdicht) auf einem porösen Träger erforderlich. Dieser muss dabei die mechanische Stabilität aber auch einen ausreichenden Gastransport gewährleisten. Ziel des Projektes ist es die Wasserstofftransporteigenschaften der Membran deutlich zu verbessern. Die geplanten Arbeiten zielen auf ein besseres Verständnis der La28-xW4+xO54+d Defektchemie und der Korngrenzeneigenschaften bzw. Leitfähigkeit. Für Ba(Zr,Ce,Y)O3-d ist das Verständnis und die anschließende Modifikation der Korngrenzenstruktur, sowie eine detaillierte mikrostrukturelle Charakterisierung von hoher Relevanz, i.
Das Projekt "Alternative umweltfreundliche Absorbermaterialien im Verbundprojekt 'PeroSol' (Halogenid-Perowskite als neuartige Absorber für Hochleistungs-Dünnschichtsolarzellen)^PeroSol, Vakuumprozessierte Dünnschichtsolarzellen im Verbundprojekt 'PeroSol' (Halogenid-Perowskite als neuartige Absorber für Hochleistungs-Dünnschichtsolarzellen)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Darmstadt, Bereich Materialwissenschaft, Fachgebiet Oberflächenforschung.In diesem Teilprojekt sollen die erwarteten Vorteile von Dünnschichtsolarzellen für eine kostengünstige und hocheffiziente Photovoltaik durch eine neue Klasse von Absorbermaterialien auf Basis von halogenhaltigen Perowskiten realisiert werden. Durch interaktive Verknüpfung der beteiligten Arbeitsgruppen werden ein umfassendes Verständnis der spezifischen materialwissenschaftlichen Grundlagen und photovoltaisch relevanten physikalischen Eigenschaften, die erfolgreiche Synthese alternativer nachhaltiger Perowskite sowie eine skalierbare Prozessierung angestrebt. Ausgehend vom Standardabsorber CH3NH3PbI3 liegen die Schwerpunkte bei der Synthese auf der Substitution des Pb durch umweltverträgliche Alternativen wie Sn, sowie auf der Variation der Halogene zur Skalierung der Energielücke, auch im Hinblick auf Dritte-Generation-Multijunction-Zellen. Die Deposition von Bauteilstrukturen soll durch eine spezielle, von der CdTe-Dünnschichtphotovoltaik abgeleitete 'closed space'-Vakuumdeposition erfolgen. Die chemische und elektronische Charakterisierung der Perowskite und ihrer Grenzflächen erfolgt in diesem Teilprojekt mittels Photoelektronenspektroskopie. Die photovoltaischen Eigenschaften der Bauteile werden klassisch durch IV-Kennlinien und Quanteneffizienzmessungen ermittelt.
Das Projekt "Vakuumprozessierte Dünnschichtsolarzellen im Verbundprojekt 'PeroSol' (Halogenid-Perowskite als neuartige Absorber für Hochleistungs-Dünnschichtsolarzellen)^PeroSol^Alternative umweltfreundliche Absorbermaterialien im Verbundprojekt 'PeroSol' (Halogenid-Perowskite als neuartige Absorber für Hochleistungs-Dünnschichtsolarzellen), Halogenid-Perowskite als neuartige Absorber für Hochleistungs-Dünnschichtsolarzellen - Teilprojektantrag KIT: Herstellung und spektroskopische Charakterisierung nasschemisch prozessierter Perowskit-Solarzellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Lichttechnisches Institut.
Das Projekt "Innovative multifunktionale Schichtsysteme für hocheffiziente Gasturbinen^Aerothermodynamische Charakterisierung keramisch beschichteter Metallproben, Innovative multifunktionale Schichtsysteme für hocheffiziente Gasturbinen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren.
Das Projekt "Aerothermodynamische Charakterisierung keramisch beschichteter Metallproben^Innovative multifunktionale Schichtsysteme für hocheffiziente Gasturbinen^Innovative multifunktionale Schichtsysteme für hocheffiziente Gasturbinen, Innovative multifunktionale Schichtsysteme für hocheffiziente Gasturbinen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG.
Das Projekt "Perowskitkatalysatoren fuer die Zersetzung von Lachgas" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft / GEWIPLAN. Es wird/wurde ausgeführt durch: inocermic Gesellschaft für innovative Keramik mbH.Ziel des Vorhabens war es, edelmetallfreie Katalysatoren auf der Basis von Perowskiten der allgemeinen Formel ABO3 zu entwickeln, die bei verhaeltnismaessig niedrigen Temperaturen den Schadstoff N2O katalytisch in N2 und O2 zu zersetzen. Ausgehend von LaCoO3 wurden Katalysatoren entwickelt, die eine vollstaendige Zersetzung von N2O bis ca. 400 Grad Celsius ermoeglichen und bis 800 Grad Celsius einsetzbar sind. Als Aktivkomponente wurde eine keramische Matrix eingearbeitet und als Schuettgut (Pellets) und in Wabenform extrudiert. Die Katalysatoren arbeiten auch in Gegenwart von H2O und SO2 sowie bei schwankenden O2-Gehalten und koennen zusaetzlich Kohlenwasserstoffe zersetzen. Potentielle Einsatzgebiete sind Anlagen zur Abgasreinigung bei der Nylonsynthese sowie in Wirbelschichtfeuerungen.
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