Das Projekt "Untersuchung nanostrukturierter Elektroden und des Elektrolyts" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Angewandte Physik durchgeführt. Im Teilprojekt TP2 sollen nanostrukturierte Elektroden mit erhöhter spezifischer Oberfläche erzeugt, untersucht und angewendet werden. Im TP3 sollen neue Speicherelektrolyte mit hoher Energie- und Leistungsdichte erforscht, entwickelt und zuletzt für einen Prototyp bereitgestellt werden. In jedem TP wird die Arbeit in drei Arbeitspakete (AP) organisiert: 'definition of concept' (Jahr 1), 'proof of concept' (Jahr 2+3), und 'demonstrator' (Jahr 4+5) sind mit den anderen Projektpartnern abgestimmt. Die AP's sind in Arbeitsschritte weiter unterteilt. AP2.1: Grundsätzliche Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Oberflächenbeschaffenheit der Elektrode und Stromstärke von elektrochemischen Reaktionen. AP2.2: Entwicklung einer Methode zur Präparation von kontrollierten Nanoporen auf technisch anwendbaren Substraten. AP2.3: Kombination der optimierten Materialsysteme und Verfahren aus allen anderen Teilprojekten. AP3.1: Machbarkeit - redoxaktive ionische Flüssigkeiten als Speichermaterialien in RFBs. AP3.2: Suche, Entwicklung und Erprobung neuer anolytischer IL-Speichermaterialien. AP3.3: Kommerzialisierung der neuen Anolyte - Einsatz und Betrieb im Prototyp.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Professur für Anwendungsentwicklung durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung eines kombinierten bildgebenden Systems (NeuRoFast), an der Neutronentomographieanlage ANTARES am FRM-II (Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz / TU München), das es ermöglicht Neutronen- und Röntgen- Bildgebung gleichzeitig an einer Probe durchzuführen. Zusätzlich werden in NeuRoFast neue Kontrastverfahren für die Untersuchung dynamischer Prozesse im Bereich neuer Materialien für Energieanwendungen entwickelt und Pilotexperimente durchgeführt. NeuRoFast baut auf dem derzeit laufenden Projekt NeuRoTom auf und basiert auf zwei wesentlichen Erweiterungen des ANTARES durch den Projektpartner TU München: Einerseits soll die Implementierung weiterer fortgeschrittener Kontrastmodalitäten - auf der Basis der derzeitig laufenden Arbeiten - erfolgen. Insbesondere soll der gitter-basierte Neutronen und Röntgen- Phasen- und Dunkelfeldkontrast implementiert werden, da sich in bereits durchgeführten Demonstrationsversuchen ein großes Potential dieser Methoden zur Erforschung neuer Batteriesysteme sowie Brennstoff- und Elektrolysezellen abzeichnet. Andererseits soll ein neues Neutronendetektorsystem mit bislang ungekannten räumlichen (10 Mikrometer) und zeitlichen (10 Herz) Auflösungen entwickelt werden. Der ANTARES Messplatz am FRM-II hat die weltweit höchste Flussrate und Kollimation. Verbunden mit höchstmöglicher zeitlicher und örtlicher Auflösung wird in NeuRoFast dadurch ein weltweit einzigartiges Analysesystem geschaffen. Für die Erschließung neuer Anwendungsfelder für den ANTARES Setup am FRM-II müssen neue Verfahren für die Untersuchung von Energieanwendungen mit Neutronenbildgebung entwickelt werden. Im Fokus von NeuRoFast stehen die vielversprechenden Redox-Flow-Batterien (RFBs) sowie Elektrolyse mit Festelektrolytmembran (PEMELs), denen Schlüsselrollen für die Energiewende zugesprochen werden. Für PEMELs und RFBs werden in NeuRoFast daher dynamische in operando Kontrastverfahren am IMTEK entwickelt, die auf Lithium- und Wasserstoffisotopen beruhen. Dunkelfeld und Phasenkontrast-Bildgebung sollen zudem für die Untersuchung von Blasenbildungsdynamiken verwandt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Physik Department, E17: Lehrstuhl für Physik , Biophysik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung eines kombinierten Tomographiesystems (NeuRoFast), an der Neutronenanlage ANTARES am FRM-II, dass es ermöglicht Neutronen- und Röntgen-Tomographie mit zusätzlichem Gitter-basiertem Phasen- und Dunkelfeld-Kontrast gleichzeitig an einer Probe durchzuführen. Diese neuen Methodologien soll auf zentrale Fragestellungen im Bereich neuer Polymerkompositmembranen für Redox Flowbatterien und Elektrolyse- und Brennstoffzellen angewandt werden. NeuRoFast baut auf dem derzeit laufenden Projekt NeuRoTom (Förderkennziffer: 05K13VF1) auf, und basiert auf zwei wesentlichen Erweiterungen des ANTARES durch den Projektpartner TUM: Einerseits soll die Implementierung weiterer fortgeschrittener Kontrastmodalitäten - auf der Basis der derzeitig laufenden Arbeiten - erfolgen. Insbesondere soll der gitter-basierte Neutronen und Röntgen-Phasen- und Dunkelfeldkontrast implementiert werden, da sich in bereits durchgeführten Demonstrationsversuchen ein großes Potential dieser Methoden zur Erforschung neuer Batteriesysteme sowie Brennstoff- und Elektrolysezellen abzeichnet. Andererseits soll ein neues Neutronendetektorsystem mit den derzeit höchstmöglichen zeitlichen und räumlichen Auflösungen angeschafft und implementiert werden. Verbunden mit höchstmöglicher zeitlicher und örtlicher Auflösung wird in NeuRoFast ein einzigartiges Analysesystem geschaffen. AP 1: Einbau eines kombinierten Gitter-basierten Röntgen- und Neutronen Phasenkontrast- und Dunkelfeld-Bildgebungsaufbaus AP 1.1: Entwicklung und Aufbau des Systems AP 1.1: Bildverarbeitung AP 1.3: Inbetriebnahme und Charakterisierung des Systems AP 2: Entwicklung und Implementierung eines zeitlich und räumlich höchstauflösenden 'Super-Resolution'-Neutronendetektors am FRM-II AP 2.1: Aufbau des Systems AP 2.2: Inbetriebnahme und Charakterisierung des Systems AP 2.3: Anwendungen.
Das Projekt "Teilprojekt 5: Entwicklung von RedoxFlow Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kessen Maschinenbau GmbH durchgeführt. Das Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung von elektrisch und thermisch leitfähigen Materialien, die als Bipolarplatte, Redox-Flow-Batterie bzw. Wärmetauscher eingesetzt werden können. Es wird einerseits ein Verfahren entwickelt, bei dem der innere, elektrisch und thermisch leitfähige Teil der Bipolarplatte bzw. Wärmetauscherplatte aus einem hochgefüllten Komposit hergestellt und dieses Bauteil im Spritzgießverfahren mit einem mechanisch belastbaren Kunststoff umspritzt wird. Andererseits werden druckfeste und fluiddichte Wärmetauscher-Geometrien durch ein hierfür konfiguriertes Fügeverfahren (z. B. Ultraschall-Schweißen) für die Anwendung in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) gefertigt. Ausgehend von den mechanischen Herausforderungen dieses neuartigen Bauteilverbunds werden systematische Untersuchungen zur Fügetechnologie und Rezepturentwicklung von leitfähigen Kompositen und des Rahmenmaterials vorgenommen. Der Materialverbund wird in Versuchsanlagebauteilen unter praxisrelevanten Bedingungen getestet. Konstruktion und Aufbau der RedoxFlow Batterie, bei der der vielschichtige Aufbau durch diverse Fügeverfahren optimiert werden soll. - Definition von Zielanforderungen und Auswahl von Materialien und Fügeverfahren - Entwicklung von Herstellungsprozessen und Probekörperentwicklung - Untersuchung der Fügeverfahren - Untersuchungen zur Verfahrensanpassungen beim Fügen (2K-Spritzgießen, Schweißen etc.) - Aufbau von Versuchsanlagen und Tests im Lastfall.
Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kessen Maschinenbau GmbH durchgeführt. Das Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung von elektrisch und thermisch leitfähigen Materialien mit einer im Vergleich zu bisher für diesen Zweck verwendeten Materialien verbesserten Verarbeitbarkeit sowie erhöhter Schlagzähigkeit bzw. Biegefestigkeit auf Basis einer neuartigen Rezeptur von Kunststoffcomposites bestehend aus einem Thermoplasten, einem Füllstoffsystem und einer weichen Kautschukphase. Im Rahmen des Projekts soll Kessen federführend Entwicklung, Fertigung und Erprobung eines Redox Flow Moduls durchführen.
Das Projekt "Teilvorhaben: EVW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Energieversorgung Wenzenbach GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung und der Entwurf eines neuartigen Hybrid-Kompensators, der mehrere Systemdienstleistungen wie Erdschlussstromkompensation unter Berücksichtigung neuer Anforderungen wie die Kompensation höherfrequenter Harmonischer sowie die Stabilisierung eines Verteilnetzes durch Einspeicherung und Rückspeisung von Energie bei variierender regenerativer Einspeisung in einer einzigen Anlage vereint. Vorgehen: EVW wirkt mit bei der Netzanalyse, der Systemspezifikation, der Implementierung des Umrichtersystems sowie der Systemverifikation. Es wird eine Analyse der existierenden und funktionierenden Verteilnetze mit den übrigen Konsortialpartnern durchführt. Die Kommunikationsinfrastruktur und -anbindung wird von EVW betrachtet, sowie eine Definition von erforderlichen Schnittstellen, um die interdisziplinäre Kommunikation zwischen den technischen Bauteilen und einer vorhandenen Leitstelle zu gewährleisten. In der Umsetzungsphase legt EVW Wert auf Aspekte der Versorgungssicherheit. In der Spezifikations- und Auslegungsphase stellt EVW die Kommunikation zwischen den Projektpartnern sicher, um eine Erfüllung der wissenschaftlichen und technischen AP-Ziele zu gewähren. EVW leitet die Zusammenführung des Hybridspeicher-Gesamtsystems während der Implementierungsphase unter den technischen und regulatorischen Aspekten sowie der IKT. Es wird die Erfüllung der wissenschaftlichen Ziele und technischen Kriterien aus den vorhergehenden APs überwacht. EVW tritt in seiner Rolle als innovatives Energieversorgungsunternehmen auf. Der Schwerpunkt der Arbeit beruht auf der Analyse, Planung und Umsetzung von IKT und deren Schnittstellen. EVW übernimmt die Leitung zur Koordination des Hybridspeicher-Gesamtsystems in der Spezifikations-, Auslegungs- und Umsetzungsphase. Eine Sicherstellung der wissenschaftlichen und technischen AP-Ziele ist zu erreichen. Es werden die wissenschaftlichen Ziele und technischen Kriterien aus den grundlegenden APs überwacht.
Das Projekt "Teilvorhaben: SWH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerk Haßfurt GmbH durchgeführt. Ziel ist die Erforschung und der Entwurf eines neuartigen Hyb-Kom, der mehrere SDL in einer einzigen Anlage vereint: u.a. Optimierung der Erdschlussstromkompensation (mit Kompensation höherfrequenter Harmonischer) oder Stabilisierung des Netzes durch Einspeicherung und Rückspeisung von Energie bei variierender regenerativer Einspeisung. Vorgehen: Durch elektrotechn. Modellierung und Simulation eines Beispiel-Verteilnetzes werden die Anforderungen an den Hyb-Kom spezifiziert. Zunächst wird ein Kleinleistungs-Laboraufbau als Plattform für die Erforschung, Implementierung und Validierung der benötigten Funktionalitäten und Algorithmen realisiert. Dann wird das Speichersystem aus RedOx-Flow-Bat./Schwungmassenspeicher hinsichtlich Leistung und Kapazität ausgelegt. Es folgen: Feldaufbau, Skalierung auf Feldniveau und Integration aller Komponenten in das Netz des Verteilnetzbetreibers. Das Monitoring des Feldaufbaus und seines Verhaltens unter realen Bedingungen soll Aufschluss über seine Systemeigenschaften liefern und Optimierungen ermöglichen. SWH wird die Netzinfrastruktur für die Implementierung des Hybridkomp bereitstellen und sich an dessen Erforschung, auch in WW mit bereits bestehenden Erzeugungs-, Umwandlungs- und Speichereinrichtungen, beteiligen. Ein wichtiger Aspekt für SWH ist, neben der Bereitstellung von SDL, wie Oberschwingungsreduktion, Wirkleistungseinspeisung und Blindleistungskompensation, die Optimierung der Erdschlusskompensation im Hinblick auf eine Zunahme umrichterbasierter Einspeiser und Lasten. Durch IKT Anbindung des Systems an das vorhandene Netzleitsystem sind Messwerte anderer Messpunkte im Verteilnetz verfügbar und können für die Fehlererkennung und -analyse genutzt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: KSA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KAUTZ Starkstrom-Anlagen GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung und der Entwurf eines neuartigen Hybrid-Kompensators, der mehrere Systemdienstleistungen in einer einzigen Anlage vereint. Hierzu zählen u.a. die Optimierung der Erdschlussstromkompensation unter Berücksichtigung neuer Anforderungen wie die Kompensation höherfrequenter Harmonischer sowie die Stabilisierung des Netzes durch Einspeicherung und Rückspeisung von Energie bei variierender regenerativer Einspeisung. Vorgehen: Durch elektrotechnische Modellierung und Simulation eines Beispiel-Verteilnetzes werden die Anforderungen an den Hybrid-Kompensator spezifiziert. Zunächst wird ein Kleinleistungs-Laboraufbau als Plattform für die Erforschung, Implementierung und Validierung der benötigten Funktionalitäten und Algorithmen realisiert. Zeitgleich wird das Speichersystem aus RedOx-Flow-Batterie und Schwungmassenspeicher hinsichtlich Leistung und Kapazität ausgelegt. Zur Validierung der Funktionsfähigkeit im realen Netzbetrieb wird nach erfolgreicher Laborerprobung ein Feldaufbau errichtet. Der Laboraufbau wird auf Feldniveau skaliert; es werden alle Komponenten zusammengeführt und in das Netz des Verteilnetzbetreibers integriert. Das Monitoring des Feldaufbaus und seines Verhaltens unter realen Bedingungen soll Aufschluss über seine Systemeigenschaften liefern und Optimierungen ermöglichen. Kautz strebt die Analyse der wesentlichen benötigten Systemdienstleistungen am Beispiel mehrerer unterschiedlicher Verteilnetze mit hoher dezentraler, regenerativer Einspeisung an. Ebenso den Entwurf eines informations- und kommunikationstechnisch angebundenen, auf der Mittelspannungsebene wirkenden, umrichterbasierten Systems , das die zentralen Systemdienstleistungen integriert. Dabei sollen die grundsätzlichen elektrotechnischen Gegebenheiten, und vor allem deren Unterschiede, in den zu untersuchenden Verteilnetzen untersucht, abgebildet, bewertet und lösungstechnisch abgebildet werden.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Verfahrensentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Vereinigung zur Förderung des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen e.V. durchgeführt. Das Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung von elektrisch und thermisch leitfähigen Materialien, die als Bipolarplatte, Redox-Flow-Batterie bzw. Wärmetauscher eingesetzt werden können. In einem Verbundprojekt mit den Partnern Eisenhuth GmbH & Co. KG, Allod Werkstoff GmbH & Co. KG, Calorplast Wärmetechnik GmbH, Kessen Maschinenbau GmbH, Protech GmbH, Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. und Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen e.V. wird einerseits ein Verfahren entwickelt, bei dem der innere, elektrisch und thermisch leitfähige Teil der Bipolarplatte bzw. Wärmetauscherplatte aus einem hochgefüllten Komposit hergestellt und dieses Bauteil im Spritzgießverfahren mit einem mechanisch belastbaren Kunststoff umspritzt wird. Andererseits werden druckfeste und fluiddichte Wärmetauscher-Geometrien durch ein hierfür konfiguriertes Fügeverfahren (z. B. Ultraschall-Schweißen) für die Anwendung in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) gefertigt. Ausgehend von den mechanischen Herausforderungen dieses neuartigen Bauteilverbunds werden systematische Untersuchungen zur Fügetechnologie und Rezepturentwicklung von leitfähigen Kompositen und des Rahmenmaterials vorgenommen. Der Materialverbund wird in Versuchsanlagebauteilen unter praxisrelevanten Bedingungen getestet. AP1: Definition von Zielanforderungen und Auswahl von Materialien und Fügeverfahren AP2: Entwicklung von Herstellungsprozessen und Probekörperentwicklung AP3: Untersuchung der Fügeverfahren AP4: Untersuchungen zur Verfahrensanpassungen beim Fügen AP5: Aufbau von Versuchsanlagen und Tests im Lastfall
Das Projekt "Entwicklung von neuartigen bifunktionellen Katalysatoren, Katalysatorträgern und Beschichtungsmethoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Deutsches Wollforschungsinstitut durchgeführt. In einem ersten Teilprojekt sollen ternäre bifunktionelle Katalysatoren für die Verwendung in einer Vanadium Luft Redox Flow Batterie entwickelt werden. In einem zweiten Teilprojekt sollen poröse Strukturen aus Metall oder Polymer entwickelt werden um als Träger für den Katalysator zu funktionieren. In einem dritten Teilprojekt soll die direkte Beschichtung des Polymers mit Katalysator entwickelt werden. In TP 4 soll ein extensives Screening verschiedener ternärer bifunktioneller Katalysatoren durchgeführt werden um geeignete Kandidaten zu verifizieren, anschießend zu optimieren und mit diesen Katalysatoren Konzeptmaterialien zu beschichten. Weiterhin soll mit dem gewählten Katalysatorsystem der Demonstrator beschichtet werden. TP 5 beschäftigt sich mit der Erzeugung von Trägerstrukturen, die auf der Basis von Polymer oder Metall synthetisiert werden können. Eine poröse Metallhohlfaser ist ein sehr widerstandsfähiger Katalysatorträger während die Erzeugung einer porösen Polymerstruktur den Vorteil hätte, dass Trägerstruktur und funktionelle Membran in einem einzigen Prozessschritt erzeugt werden können. Die erzeugten Hohlfasern sollen charakterisiert und für die Verwendung im Demonstrator optimiert werden. TP 9 beschäftigt sich mit der Beschichtung des Polymersystems mit Katalysatormaterial. Hierfür sollen verschiedene Beschichtungsmethoden mit dem ternären Katalysatorsystem aus TP 4 evaluiert werden und anschließend der Demonstrator damit beschichtet werden.
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Bund | 16 |
Type | Count |
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Förderprogramm | 16 |
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Deutsch | 16 |
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