Buntfuß-Sturmschwalben Oceanites oceanicus sind die kleinsten endothermen Tiere, die in der Antarktis brüten. Durch ihre geringe Körpergröße und die daher eingeschränkte Möglichkeit Energie zu speichern, brauchen Buntfuß-Sturmschwalben effiziente Strategien um mit vorhersehbaren aber auch mit unvorhersehbaren Perioden von Futterknappheit zurechtzukommen. Sowohl während einer Brutsaison als auch zwischen verschiedenen Brutsaisons wurden für diese Art starke Schwankungen der Futterverfügbarkeit beobachtet. In der geplanten Studie werden wir untersuchen wie junge Buntfuß-Sturmschwalben durch Heterothermie als physiologische Strategie ihren Energieumsatz optimieren und wie Torpor als Überlebensstrategie während unvorhergesehener Futterknappheit genutzt werden kann. Wir werden untersuchen, welchen Einfluss der Ernährungszustand auf Körpertemperatur und die Energieumsatz im Ruhezustand (Ruheumsatz) hat und ob diese mit der Außentemperatur zusammenhängen. Als Anpassung an vorhersehbare Unterschiede der Futterverfügbarkeit werden wir den Tagesrhythmus der Körpertemperatur und der Ruheumsatz untersuchen. Wir werden testen, ob Buntfuß-Sturmschwalben ihre Körpertemperatur und ihren Ruheumsatz während dem Tag, wenn die adulten Vögel nicht zum Füttern kommen können, strategisch herunterfahren. Außerdem werden wir die Gründe und Folgen individueller Unterschiede im heterothermischen Verhalten der Nestlinge untersuchen. Wir erwarten, dass Körperfunktionen wie Wachstum oder die Investition in das Immunsystem mit sinkender Körpertemperatur eingeschränkt werden und dass Küken, die weniger häufig von ihren Eltern gefüttert werden, häufiger Torpor nutzen. Somit könnte Heterothermie bei Küken der Sturmschwalben durch einen Trade-off zwischen verringerten Energiekosten und der Investition in Körperfunktionen, die schlussendlich die Überlebenschancen bis zur Brutzeit bestimmen, Auswirkungen auf ihre biologische Fitness haben. Als Anpassung an vorhersehbare Unterschiede in der Futterverfügbarkeit, werden wir die Heterothermie der Küken während Unwetterperioden, wie zum Beispiel während Schneestürmen, untersuchen. Schneestürme werden nach Vorhersagen der Klimamodelle in der Region in Zukunft häufiger auftreten und in dieser Zeit sind die Eingänge der Bruthöhlen häufig blockiert. Diese Studie hat daher Auswirkungen auf die Anpassungsfähigkeit der Art an den Klimawandel, sowohl im Zusammenhang mit der verringerten Futterverfügbarkeit, die vor allem durch die Abnahme des Antarktischen Krills hervorgerufen wird, als auch durch ein vermehrtes Auftreten von Schneestürmen.
Die Erhöhung der Energiedichte von Lithium-Batterien bei gleichen Kosten stellt einen der wichtigsten Punkte dar, die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu vergrößern und somit der Elektromobilität zum Durchbruch zu verhelfen. Derzeit sind Fahrzeuge mit Zelltechnologien der Generationen 1 und 2 im Einsatz, die Kathoden basierend auf LFP, LMO, NCA) oder NCM verwenden. HE-NCM (ein Kathodenmaterial der 3. Generation) stellt ein lithium- und manganreiches Kathodenmaterial dar, dass sich aufgrund seiner hohen Kapazität von über 200 mAh/g sehr gut für Hochenergie-Lithium-Ionen-Zellen eignet. Zudem besitzt es einen Kostenvorteil, da Mangan ein gegenüber Kobalt gut verfügbarer Rohstoff ist. Jedoch befindet es sich noch nicht in einem marktreifen Entwicklungsstadium. In GO 3 wird die BASF HE-NCM unter verschiedenen Gesichtspunkten verbessern. Dies beinhaltet: - Weiterentwicklung des Kathodenmaterials durch Methoden der chemischen Modifizierung und eine Verbesserung der klassischen Materialbeschichtung. - Neuartige Beschichtungsmethoden, die auf der Wechselwirkung von organischen Komponenten mit der Oberfläche von Übergangsmetalloxiden beruhen. - Entwicklung von hochvoltstabilen Elektrolyten und Elektrolytadditiven. Sämtliche Arbeitspakete beinhalten sowohl die synthetischen, analytischen Aspekte, sowie umfassende elektrochemische Testung der Materialien in Labor-Zellformaten: - Zyklenstabilität und Impedanzaufbau (durch Bestimmung des flächenspezifischen Widerstands), Gasentwicklung und Kapazitätserhalt bei Ladezustand von 100% und Lagerung bei erhöhter Temperatur (z.B. 60°C) und Auflösungsverhalten von Übergangsmetallionen während Zyklisierung und Lagerung.
Konsequente Leichtbauweise und Materialeffizienz durch innovative Materialkombination - Überführung in montagefreundliche, modulare Fassadensysteme mit Witterungsschutz, Wärmedämmung und Energieerzeugung an der Fassade - Reduktion der thermischen Spitzenlast durch thermisch aktiven Gradientenschaum und Erhöhung der Wärmespeicherkapazität.
The steady growth of global air traffic passenger demand requires the air transport industry to work even harder to improve the associated levels of safety, efficiency, and environmental performances of aircrafts. As such, the transient to more electrified aircraft systems is strongly encouraged throughout the complete aircraft operational behaviour, including on-ground operations. Indeed, on-ground operations are still mostly engine based, the main engines designed for flight phases at high power levels are thus used as well as power source to move the aircraft on ground. This induces major economic and environmental losses: currently, fuel consumption from taxi operations is estimated to cost 6,4billion€ and to reach 18M metric tons of CO2 emission per year. To reduce unnecessary fuel burn and their related emissions, a technological alternative has already been identified: Electric Taxiing System (e-Taxiing). However, some technical bottlenecks, as the one dealing with the solution storage energy capacity, have still to be overcome before enabling those system to be used by all existing and future commercial aircrafts. SUNSET will target this specific technical challenge proposing a high performances energy storage module development connected to the future e-Taxiing system. The SUNSET technology will also address the related challenge of mass reduction by providing a high-density energy recovery capability (30Wh/kg) to perform aircraft electrical decelerations while also minimizing cooling and weight. SUNSET partners, Centum Adeneo and Ampère Laboratory (UCBL) are part of the European recognised air industry value chain and will as such be involved in both development of the SUNSET solution with their Topic Manager support for its integration in the e-Taxiing system. SUNSET project will therefore contribute to bring out an innovative solution enabling a winning differentiator for European aircraft manufacturers.
Entwicklung einer neuen Generation von Hochenergie-Lithium-Ionen-Zellen auf der Basis weiterentwickelter hochkapazitiver Anoden- und Kathodenmaterialien entlang der gesamten Kette von der Materialentwicklung bis zur finalen Validierung von Prototypzellen im PHEV1-Design. Das Projekt zielt dabei auf die technische Skalierbarkeit und wirtschaftliche Umsetzung von Prozessen und Verfahren bis hin zur Produktion von Prototypserien im standardisierten PHEV1-Format unter seriennahen Bedingungen. Nickelreiche Kathodenmaterialien werden auf Basis der BASF internen Erfahrungen und Markterfahrungen ausgewählt und dem ZSW für die FPL-Zellenproduktionskampagnen bereitgestellt. Die Materialien werden entsprechend der Erfahrung aus der ersten Kampagne in Bezug auf ihre Verarbeitbarkeit angepasst und verbessert. Mit den Materialien werden auch im Projekt von BASF entwickelte Rezepturvorschläge (Binder- und Leitrußauswahl, Feststoffgehalt, Mischreihenfolge usw. auf Basis BASF Evaluierung im Labor) an das ZSW für das Scale-up der Elektroden übergeben. BASF unterbreitet Vorschläge zur Verbesserung von Elektrolytformulierungen für Zellchemien mit nickelreichen Kathodenmaterialien. Basierend auf aktuellen Entwicklungen aus den Forschungs- und Applikationszentren der BASF werden Adaptionen zur Erfüllung der konkreten Anforderungen aus diesem Projekt vorgenommen und in Form von Entwicklungsmustern den Projektpartnern zur Verfügung gestellt. BASF wird an der Auswertung der Resultate mitwirken und weitere Optimierungen ableiten. Es werden formulierte Elektrolyte für alle drei geplanten FPL-Kampagnen in industrieüblichen Druckbehältern zur Verfügung gestellt.
Der Forschungscampus Mobilty2Grid liefert innovative Konzepte und Lösungen für Energiewende und Elektromobilität in vernetzten urbanen Arealen. Im Rahmen des Themenfeldes 'Smart Grid Infrastrukturen'(TF2) wird das synergetische Zusammenwirken von Elektromobilität, Strom- und Wärmeversorgungsnetzen auf dem EUREF-Campus erforscht und experimentell erprobt. Die Forschungsinhalte werden in drei Hauptarbeitspakete unterteilt: AP 2.1 'Vernetzung von Infrastrukturen in Smart Grids urbaner Zentren und Erprobung im Reallabor'; AP 2.2 'Mobilitätsinfrastrukturen und Integration von Speicher-kapazitäten in lokale Energieversorgungsnetze'; AP 2.3 'Versorgungsqualität von Energieversorgungsnetzen mit hohem Anteil von erneuerbaren Energien und Elektrofahrzeugen'. Die DB Energie GmbH wird in drei Unterarbeitspaketen aktiv mitarbeiten. Im AP 2.1.1 'Intelligente Vernetzung' wird das Zusammenspiel von urbanen Arealnetzen und Micro Smart Grids bei einer Verbindung zu einem Virtuellen Kraftwerk untersucht und erprobt. Im AP 2.2.3' Entwicklungspfade und Markteinbindung' wird die DB Energie GmbH die Integration von Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in Micro Smart Grids (MSG) analysieren. Hierbei wird auf die heterogene Ladeinfrastruktur des EUREF-Campus eingegangen. Ladesteuerung von Elektrofahrzeugen wird erprobt, sowie ein System zur markttechnischen Einbindung von Ladeinfrastruktur entwickelt und getestet. Im AP 2.3.2 Kurztitel 'Zuverlässigkeit und Betriebsstrategien' wird das Verhalten der Betriebsmittel der MSG unter Einfluss von unterschiedlichen Betriebsstrategien untersucht.
Das Projekt SUBAMA beschäftigt sich mit der Entwicklung und dem Einsatz von Superkondensatoren auf Basis hoch leitfähiger nanostrukturierter mehrwandiger Kohlenstoffnanoröhren(MWCNT)-Substrate und Metalloxiden (z. Bsp. Mangandioxid). Durch die Eigenschaftskombination gilt es, die theoretisch hohen Kapazitäten der Metalloxide effektiv auszuschöpfen. Derartige Systeme sollen mit bestehenden Superkondensatoren konkurrieren können. Die eingesetzten Materialien, wie Mangandioxid, sind nicht nur kostengünstig, sondern auch unbedenklich und gut verfügbar. Als Herstellungsmethoden für die MWCNT-Elektroden wird die elektrophoretische Abscheidung (kurz EPD) und die chemische Gasphasenabscheidung (kurz CVD) eingesetzt. Für die Modifizierung der Elektroden mit Metalloxiden werden die elektrolytische Abscheidung (kurz ECD) und Gasphasenprozesse angewendet. Die Kombination dieser Methoden erlaubt es, ein effektives und kostengünstiges technologisches Konzept für die Herstellung der Superkondensatoren zu entwickeln und zu bewerten. Die Arbeitsplanung gliedert sich in 6 Schwerpunkte. Der erste Schwerpunkt umfasst die Elektrodenherstellung im Labormaßstab mittels Elektrophorese und chemischer Dampfphasenabscheidung. Der zweite Schwerpunkt beschäftigt sich mit der Modifizierung der hergestellten Elektroden über die Beschichtung mit Metalloxiden, um den pseudokapazitiven Anteil zu steigern. Dazu werden die elektrolytische Abscheidung und die Gasphasenprozesse betrachtet. Der dritte und vierte Schwerpunkt umfasst die Optimierung der Metalloxide (z. Bsp. Pulse Plating), die Charakterisierung sowie die Abscheidung aus nichtwässrigen Elektrolyten und dem Einsatz von nichtwässrigen Systemen. Die Schwerpunkte 5 und 6 beschäftigen sich im Kern mit der Zellfertigung und dem Einsatz der optimierten Elektroden sowie den Aufbau eines Prototypen.
Das Projekt SUBAMA beschäftigt sich mit der Entwicklung und dem Einsatz von Superkondensatoren auf Basis hoch leitfähiger nanostrukturierter mehrwandiger Kohlenstoffnanoröhren (MWCNT) Substrate und Metalloxiden (z. Bsp. Mangandioxid). Durch die Eigenschaftskombination gilt es, die theoretisch hohen Kapazitäten der Metalloxide effektiv auszuschöpfen. Derartige Systeme sollen mit bestehenden Superkondensatoren konkurrieren können. Die eingesetzten Materialien, wie Mangandioxid, sind nicht nur kostengünstig, sondern auch unbedenklich und gut verfügbar. Als Herstellungsmethoden für die Elektroden wird die elektrophoretische Abscheidung und die chemische Gasphasenabscheidung eingesetzt. Für die Modifizierung der Elektroden mit Metalloxiden werden die elektrolytische Abscheidung und Gasphasenprozesse angewendet. Die Kombination dieser Methoden erlaubt es, ein effektives und kostengünstiges technologisches Konzept für die Herstellung der Superkondensatoren zu entwickeln und zu bewerten. Die Arbeitsplanung gliedert sich in sechs Schwerpunkte. Der erste Schwerpunkt umfasst die Elektrodenherstellung im Labormaßstab mittels Elektrophorese und chemischer Dampfphasenabscheidung. Der zweite Schwerpunkt beschäftigt sich mit der Modifizierung der hergestellten Elektroden über die Beschichtung mit Metalloxiden, um den pseudokapazitiven Anteil zu steigern. Dazu werden die elektrolytische Abscheidung und die Gasphasenprozesse betrachtet. Der dritte und vierte Schwerpunkt umfasst die Optimierung der Metalloxide, die Charakterisierung und dem Einsatz von nichtwässrigen Systemen. Die letzten Schwerpunkte beschäftigen sich im Kern mit der Zellfertigung und dem Einsatz der optimierten Elektroden sowie den Aufbau eines Prototypen.
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