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INSPIRE: Geoscientific Map of Germany 1:2,000,000 - Important deposits (GK2000 Lagerstätten)

The GK2000 Lagerstätten (INSPIRE) shows deposits and mines of energy resources, metal resources, industrial minerals and salt on a greatly simplified geology within Germany on a scale of 1:2,000,000. According to the Data Specifications on Mineral Resources (D2.8.III.21) and Geology (D2.8.II.4_v3.0) the content of the map is stored in three INSPIRE-compliant GML files: GK2000_Lagerstaetten_Mine.gml contains mines as points. GK2000_ Lagerstaetten _EarthResource_polygon_Energy_resources.gml contains energy resources as polygons. GK2000_ Lagerstaetten _GeologicUnit.gml contains the greatly simplified geology of Germany. The GML files together with a Readme.txt file are provided in ZIP format (GK2000_ Lagerstaetten -INSPIRE.zip). The Readme.text file (German/English) contains detailed information on the GML files content. Data transformation was proceeded by using the INSPIRE Solution Pack for FME according to the INSPIRE requirements.

Weiterentwicklung eines (teil-)autonomen Multiplattform-Fahrzeugs für die drohnengestützte Exploration und robotergesteuerte Anwendungen in der Rohstoffgewinnung in rauem Umfeld, Teilvorhaben 2: Robotik

SubSurfaceGeoRobo: A Comprehensive Underground Dataset for SLAM-based Geomonitoring with Sensor Calibration

With the introduction of mobile mapping technologies, geomonitoring has become increasingly efficient and automated. The integration of Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) and robotics has effectively addressed the challenges posed by many mapping or monitoring technologies, such as GNSS and unmanned aerial vehicles, which fail to work in underground environments. However, the complexity of underground environments, the high cost of research in this area, and the limited availability of experimental sites have hindered the progress of relevant research in the field of SLAM-based underground geomonitoring. In response, we present SubSurfaceGeoRobo, a dataset specifically focused on underground environments with unique characteristics of subsurface settings, such as extremely narrow passages, high humidity, standing water, reflective surfaces, uneven illumination, dusty conditions, complex geometry, and texture less areas. This aims to provide researchers with a free platform to develop, test, and train their methods, ultimately promoting the advancement of SLAM, navigation, and SLAM-based geomonitoring in underground environments. SubSurfaceGeoRobo was collected in September 2024 in the Freiberg silver mine in Germany using an unmanned ground vehicle equipped with a multi-sensor system, including radars, 3D LiDAR, depth and RGB cameras, IMU, and 2D laser scanners. Data from all sensors are stored as bag files, allowing researchers to replay the collected data and export it into the desired format according to their needs. To ensure the accuracy and usability of the dataset, as well as the effective fusion of sensors, all sensors have been jointly calibrated. The calibration methods and results are included as part of this dataset. Finally, a 3D point cloud ground truth with an accuracy of less than 2 mm, captured using a RIEGL scanner, is provided as a reference standard.

Bergbauliche Hinterlassenschaften mit erhöhter natürlicher Radioaktivität

Bergbauliche Hinterlassenschaften mit erhöhter natürlicher Radioaktivität Überreste aus dem Bergbau und der Erzverarbeitung können natürliche radioaktive Anteile enthalten und bei ihrer Freisetzung Mensch und Umwelt unerwünscht beeinflussen. In Sachsen, Thüringen und Sachsen-Anhalt betrifft dies die Rückstände des mittelalterlichen Bergbaus und insbesondere des Uranerzbergbaus. Die bergbaulichen Hinterlassenschaften wurden in einem großen Projekt untersucht und die Folgen der Umweltradioaktivität eingeschätzt. Da die abgebauten Erze häufig eine hohe Uranmineralisation aufwiesen, liegen in den Rückständen des Bergbaus (Berge- oder Haldenmaterial) und besonders in den Aufbereitungsrückständen (zum Beispiel Tailings, Schlacken) so hohe Gehalte an Radionukliden der Uran -Radium-Zerfallsreihe vor, dass diese Hinterlassenschaften aus der Sicht des Strahlenschutzes beachtet werden müssen. Äußere und innere Strahlenbelastung Die wichtigsten Expositionspfade, durch die die Bevölkerung in den Bergbaugebieten eine Strahlenbelastung erfahren kann, sind: die äußere Strahlenbelastung durch Gammastrahlung beim Aufenthalt auf bergbaulich beeinflussten Flächen (Materialablagerungen) oder in unmittelbarer Nähe von Bergbauanlagen (Halden und so weiter) und die innere Strahlenbelastung durch Ingestion (Nahrungsaufnahme) von Trinkwasser sowie von landwirtschaftlich oder gärtnerisch erzeugten Produkten und Pilzen, Ingestion von kontaminiertem Staub und Boden durch spielende Kinder, Inhalation (Einatmen) von kontaminiertem Staub und Inhalation von Radon . Für die Strahlenbelastung der Bevölkerung ist dabei von besonderer Bedeutung, dass Rückstände des Bergbaus und der Erzaufbereitung (zum Beispiel Haldenmaterialien, Schlacken) häufig zur Geländeauffüllung, zum Straßenbau, aber auch zum Hausbau verwendet wurde. Regionale Schwerpunkte Infolge der geologischen Bedingungen liegt der Schwerpunkt der bergbaulichen Hinterlassenschaften mit erhöhter natürlicher Radioaktivität in Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen, da dort der Bergbau und die Gewinnung von Silber, Zinn, Kupfer und anderen Metallen seit dem Mittelalter ein bedeutender Wirtschaftsfaktor war. Nach dem Zweiten Weltkrieg kam die Urangewinnung durch die SAG/SDAG (Sowjetische Aktiengesellschaft/Sowjetisch-Deutsche Aktiengesellschaft) Wismut hinzu, die zeitweise weltweit an dritter Stelle lag. Altlastenkataster Von 1991 bis 1999 hat das BfS das Projekt "Radiologische Erfassung, Untersuchung und Bewertung bergbaulicher Altlasten (Altlastenkataster)" durchgeführt und folgte damit dem damaligen gesetzlichen Auftrag zur Ermittlung der aus bergbaulicher Tätigkeit in Gegenwart natürlicher Radioaktivität stammenden Umweltradioaktivität in den neuen Bundesländern. Wie die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Ergebnisse des Projektes "Altlastenkataster" zeigen, wurden in den Ländern Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen infolge des Bergbaus insgesamt zirka 20 Millionen Kubikmeter Schlacken, zirka 130 Millionen Kubikmeter Haldenmaterial und zirka 30 Millionen Kubikmeter Aufbereitungsrückstände auf Hinterlassenschaften abgelagert, die als "radiologisch relevant" bewertet werden müssen. Überblick über Anzahl und Fläche der bergbaulichen Hinterlassenschaften in Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen und die Menge der abgelagerten Rückstände Parameter Klasse A1 "radiologisch nicht relevant" und "uneingeschränkt nutzbar" Klasse A2 "radiologisch nicht relevant" und "weiter zu beobachten" Klasse B "radiologisch relevant" Anzahl der Hinterlassenschaften 437 2.553 820 Fläche in Hektar 289 255 2.280 Volumen in Millionen Kubikmeter 24 5,7 184 Die Identifikation der radiologisch relevanten Flächen und Hinterlassenschaften ist jedoch nicht gleichbedeutend mit einem Entscheid über die Notwendigkeit von Sanierungsmaßnahmen, da derartige Entscheidungen nur auf der Grundlage von fall- und standortspezifischen Untersuchungen getroffen werden können. Für die alten Bundesländer liegen keine Untersuchungen in vergleichbarer Qualität wie das "Altlastenkataster" vor. Repräsentative Erhebungen, die zur Bewertung der radiologischen Bedeutung bergbaulicher Hinterlassenschaften herangezogen werden können, gibt es für Bayern, Baden-Württemberg und Niedersachsen. Wie eine Abschätzung des BfS gezeigt hat, dürften in den alten Bundesländern nur etwa eine Million Kubikmeter radiologisch relevante Rückstände des Bergbaus lagern. Einige dieser Hinterlassenschaften wurden in der Vergangenheit bereits untersucht und zum Teil saniert. Stand: 20.03.2025

Kosteneffiziente Prozesse für hocheffiziente III-V/Si Tandem-Solarmodule mit mindestens 30 % Wirkungsgrad, Teilvorhaben: Entwicklung eines innovativen Klebstoffs für die Verschaltung von III-V/SI Tandem Zellen auf Basis von Kapillarsuspensionen

Das in der Gruppe von Prof. Willenbacher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entdeckte Phänomen der Kapillarsuspensionen wird genutzt, um elektrisch leitfähige Klebstoffe (ECA) basierend auf Silberpartikeln und Polymerharzen, mit hoher elektrischer Leitfähigkeit bei geringem Silbergehalt zu entwickeln. Der Silbergehalt soll mindestens auf die Hälfte der in kommerziell verfügbaren Klebstoffen typischen Konzentration reduziert werden ( kleiner als 40 Gew.%). Die Arbeiten am KIT umfassen die Entwicklung geeigneter ECA-Zusammensetzungen auf der Basis kommerziell verfügbarer Rohstoffe sowie das Design von Scale-up-fähigen Herstellungsprozessen. Zur Erzielung einer hohen Leitfähigkeit bei niedriger Partikelkonzentration soll die Bildung eines perkolierenden Silbernetzwerks durch die Zugabe einer kleinen Menge einer zweiten, nicht mit der Polymermatrix mischbaren Flüssigkeit induziert werden. Vorarbeiten mit Silber/Elastomer-Kompositen haben gezeigt, dass so die Perkolationsschwelle drastisch reduziert werden kann. Für die Polymermaterialien müssen jeweils geeignete Zweitflüssigkeiten gefunden werden. Darüber hinaus soll evaluiert werden, ob der Verbrauch der knappen Ressource Silber durch die Einarbeitung geeigneter Kupfer-, Nickel- oder Graphitpartikel reduziert werden kann. Die Klebstoff-Pasten werden rheologisch charakterisiert, um einerseits das Applikationsverhalten gezielt einzustellen, andererseits, um die Strukturbildung beurteilen zu können. Messungen der elektrischen Leitfähigkeit der Pasten und der ausgehärteten Klebstoffe sind die Hauptkriterien für die gezielte Einstellung der Pasten-Zusammensetzung. Die Klebstoffe werden so konzipiert, dass sie sich nahtlos in etablierte Klebstoffauftrags- und Zellverbindungsprozesse integrieren lassen. Der Klebstoff muss so gestaltet sein, dass die für Solarmodule erforderliche Langzeit- und Witterungsbeständigkeit gewährleistet ist.

Entwicklung von Siebdruck-Pastensystemen auf Basis alternativer leitfähiger Füllstoffe zur nachhaltigen Substitution von Silber als primärer Rohstoff für die Kontaktierung von Silicium Heterojunction Solarzellen, Teilvorhaben: Entwicklung und Herstellung von Bio-Kohlenstoff Partikelsystemen

Das Projektvorhaben 'Silver-Lining' adressiert eine der zentralen Herausforderungen für eine zukunftsorientierte PV-Fertigung, welche insbesondere für die Produktion von Si Heterojunction-Solarzellen und Modulen in Deutschland besonders kritisch ist. Das Problem hat seinen Ursprung in der Frage nach einer weiteren Skalierbarkeit bei anhaltender Nutzung von Silber als primären leitfähigen Rohstoff zur Kontaktierung der Solarzelle. Studien zeigen, dass eine weitere Skalierung in Multi-TW Dimensionen mit der weltweiten Fördermenge von Silber kaum vereinbar ist. Dies wird über die Entwicklung von Siebdruck-Pasten mit alternativen leitfähigen Füllstoffen ermöglicht. Zur Reduktion des Silbereinsatzes werden Kupfer-basierte Partikelsysteme mit dünner Silberbeschichtung mit einem maximalen Ag-Anteil von 15%-25% entwickelt. Die darauf aufbauenden Pastensysteme werden für die vorderseitige Feinlinien-Metallisierung von SHJ Präkursoren eingesetzt. Des Weiteren wird für die Rückseitenkontaktierung von SHJ Solarzellen leitfähiger klimafreundlicher Bio-Kohlenstoff als Füllstoff entwickelt, da die Nutzung von Kupfer als Ersatzmaterial für Silber langfristig selbst kritisch hinsichtlich der Nachhaltigkeit im Zuge des Klimawandels zu bewerten ist. Die vielversprechenden Pastenrezepturen werden in der Pilot-Zellfertigung von Meyer Burger erprobt.

Entwicklung von Siebdruck-Pastensystemen auf Basis alternativer leitfähiger Füllstoffe zur nachhaltigen Substitution von Silber als primärer Rohstoff für die Kontaktierung von Silicium Heterojunction Solarzellen, Teilvorhaben: Metallisierung von Füllstoffen für PV-Druckpasten

Das Projektvorhaben 'Silver-Lining' adressiert eine der zentralen Herausforderungen für eine zukunftsorientierte PV-Fertigung, welche insbesondere für die Produktion von Silizium Heterojunction-Solarzellen (SHJ) und -Modulen in Deutschland besonders kritisch ist. Das Problem hat seinen Ursprung in der Frage nach einer weiteren Skalierbarkeit bei anhaltender Nutzung von Silber (Ag) als primären leitfähigen Rohstoff zur Kontaktierung der Solarzelle. Studien zeigen, dass eine weitere Skalierung in Multi-Terawatt Dimensionen mit der weltweiten Fördermenge von Silber kaum vereinbar ist. Dies wird über die Entwicklung von Siebdruck-Pasten mit alternativen leitfähigen Füllstoffen ermöglicht. Zur Reduktion des Silbereinsatzes werden Kupfer-basierte Partikelsysteme mit dünner Silberbeschichtung mit einem maximalen Ag-Anteil von 15%-25% entwickelt. Die darauf aufbauenden Pastensysteme werden für die vorderseitige Feinlinien-Metallisierung von SHJ Präkursoren eingesetzt. Des Weiteren wird für die Rückseitenkontaktierung von SHJ Solarzellen leitfähiger klimafreundlicher Bio-Kohlenstoff als Füllstoff entwickelt, da die Nutzung von Kupfer als Ersatzmaterial für Silber langfristig selbst kritisch hinsichtlich der Nachhaltigkeit im Zuge des Klimawandels zu bewerten ist. Die vielversprechenden Pastenrezepturen werden in der Pilot-Zellfertigung des Projektpartners Meyer Burger erprobt.

Kupfermetallisierung für die Herstellung von Perowskit-Silicium Solarzellen, Teilvorhaben: Entwicklung von Tinten für den Flexo- und Tiefdruck

Laserinduzierte Bond- und Mikroschweisskontakte für eine bessere und ressourcen-schonendere Serienverschaltung flexibler Solarzellenstrings

Im Teilvorhaben steuert das Fraunhofer ISE Arbeiten zum Gesamtvorhaben bei, in welchem eine neuartige Randverschaltung von Teilsolarzellen mittels lasergefügter Aluminiumfolie zur Industriereife entwickelt werden soll. Das Fraunhofer ISE wird in seinen Laboren Laser-Materialbearbeitungsprozesse zum Verbinden von Aluminiumfolie mit Solarzellen und den darauf befindlichen Leiterbahnen aus Silber und Aluminium weiterentwickeln. Weiterhin werden Aufbauten zum Haltern und Anlegen der Aluminiumfolie auf den Solarzellen weiterentwickelt und neu konstruiert sowie Prozesse zum Trennen der Folie evaluiert. Alle diese Prozesse werden für die im Projekt angestrebte Randverschaltung von Kleinstsolarzellen benötigt. Die weitere Prozessoptimierung hat zum Ziel, möglichst große Prozessfenster zu definieren, die Prozessgüte zu steigern sowie die Prozesszeiten zu reduzieren.

Laserinduzierte Bond- und Mikroschweisskontakte für eine bessere und ressourcen-schonendere Serienverschaltung flexibler Solarzellenstrings, Teilvorhaben: Entwicklung von Solarzellen- und Laserprozesstechnologie; Fertigung von Mini-Strings

Im Teilvorhaben steuert das Fraunhofer ISE Arbeiten zum Gesamtvorhaben bei, in welchem eine neuartige Randverschaltung von Teilsolarzellen mittels lasergefügter Aluminiumfolie zur Industriereife entwickelt werden soll. Das Fraunhofer ISE wird in seinen Laboren Laser-Materialbearbeitungsprozesse zum Verbinden von Aluminiumfolie mit Solarzellen und den darauf befindlichen Leiterbahnen aus Silber und Aluminium weiterentwickeln. Weiterhin werden Aufbauten zum Haltern und Anlegen der Aluminiumfolie auf den Solarzellen weiterentwickelt und neu konstruiert sowie Prozesse zum Trennen der Folie evaluiert. Alle diese Prozesse werden für die im Projekt angestrebte Randverschaltung von Kleinstsolarzellen benötigt. Die weitere Prozessoptimierung hat zum Ziel, möglichst große Prozessfenster zu definieren, die Prozessgüte zu steigern sowie die Prozesszeiten zu reduzieren.

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