API src

Found 105 results.

Heterothermie und Torpor als Energie sparende Strategien bei antarktischen Sturmschwalben

Das Projekt "Heterothermie und Torpor als Energie sparende Strategien bei antarktischen Sturmschwalben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Allgemeine und Spezielle Zoologie, Bereich Tierökologie und Spezielle Biologie durchgeführt. 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.

FLiPS - Feststoffbatterien mit Lithiummetall und Polymeren Schutzschichten

Das Projekt "FLiPS - Feststoffbatterien mit Lithiummetall und Polymeren Schutzschichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Physikalisch-Chemisches Institut durchgeführt. Lithium-Ionen-Batterien haben aufgrund ihrer hohen Energiespeicherkapazität viele mobile elektronische Anwendungen ermöglicht und spielen auch in der Elektro-mobilität und der Speicherung erneuerbarer Energien eine wichtige Rolle. Feststoffbatterien mit Lithiummetall versprechen noch leistungsfähiger und sicherer zu sein. Der Festelektrolyt spielt hier eine entscheidende Rolle, da er Anode und Kathode elektronisch voneinander isoliert, aber den Transport von Lithiumionen ermöglicht. Für eine konkurrenzfähige Feststoffbatterie muss der Gesamtwiderstand der Zelle möglichst niedrig sein. Zwar haben anorganische Festelektrolyte gute Ionenleitfähigkeit, aber Abreaktionen an den Kontaktflächen mit den Elektroden-materialien erhöhen den Zellwiderstand der Batterie und verringern deren Leistungsfähigkeit. FLiPS zielt darauf ab, dieses Problem durch die Entwicklung von polymeren Schutzschichten zwischen Festelektrolyt und Elektrodenmaterialien zu lösen und durch das Herstellen von Feststoffbatterien mittels Foliengießverfahren einen niedrigen Zellwiderstand zu erreichen. Die polymeren Zwischenschichten sollen außerdem den mechanischen Kontakt zwischen Festelektrolyt und Elektrodenmaterial verbessern, sowie den dendritischen Kurzschluss der Batterie verhindern. Dabei ist die ionische Leitfähigkeit von Polymerelektrolyten ausreichend, um als dünne Schutzschicht zu wirken und aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften sollten Polymere anorganischen Schutzschichten überlegen sein. Abschließend werden die für Anode und Kathode entwickelten Schutzschichtkonzepte in einer Pouchzelle kombiniert und deren stabile Zyklisierung mit Lithiummetall realisiert.

Storage energy UNit for Smart and Efficient operation on Tarmac (SUNSET)

Das Projekt "Storage energy UNit for Smart and Efficient operation on Tarmac (SUNSET)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Centrum Adeneo durchgeführt. 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.

Multifunktionales Sandwichelement mit integriertem Modul zur Energiegewinnung für die Primärhülle

Das Projekt "Multifunktionales Sandwichelement mit integriertem Modul zur Energiegewinnung für die Primärhülle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen durchgeführt. 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.

Teilprojekt 1: Entwicklung und Erprobung des Energiespeichers

Das Projekt "Teilprojekt 1: Entwicklung und Erprobung des Energiespeichers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gerotor GmbH durchgeführt. Die GeRotor AG ist gemeinsam mit dem Fraunhofer IFF und dem assoziierten Industriepartner Schuler Pressen GmbH am Verbundprojekt HESIS beteiligt. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Senkung der Lastspitzen und die Erhöhung der Energieeffizienz elektromechanischer Servopressen durch Integration eines neuen innovativen Hochleistungsenergiespeichers von GeRotor. Das Kernstück ist der GeRotor HPS (High Power Storage). Dieser wird während des Betriebs entsprechend des Arbeitsprozesses hochdynamisch elektrisch ge- und entladen. Durch den Einsatz des GeRotor HPS entstehen für den Anwender ökologische und ökonomische Vorteile. Zum einen sinken das Leistungsniveau seitens des Stromanbieters und die damit verbundenen Kosten, zum anderen erfolgt durch Rekuperation von Bremsenergie eine signifikante Senkung des Stromverbrauchs. Ein modularer Ansatz erlaubt eine flexible Skalierung, wodurch je nach Bedarf die benötigte Kapazität durch den Zusammenschluss von mehreren GeRotor HPS zu einem Multimodul erreicht werden kann. Im Rahmen des Teilprojekts der GeRotor AG wird ein Speichersystem für den Anwendungsfall Servopresse entwickelt, simuliert und basierend auf Prototypen in der Realität erprobt.

Teilvorhaben DB Energie: Virtuelle Kraftwerke und Integration von Ladeinfrastrukturen

Das Projekt "Teilvorhaben DB Energie: Virtuelle Kraftwerke und Integration von Ladeinfrastrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DB Energie GmbH durchgeführt. 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.

MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann

Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institute of Energy Technologies (IET), Grundlagen der Elektrochemie durchgeführt. Die Umsetzung der Energiewende in Deutschland erfordert den Einsatz von Energiespeichern mit hoher Kapazität. Metall-Luftsauerstoff-Batterien (MLB) zeigen dabei ein hohes Potential in Bezug auf die Energiedichten. Zielsetzung des APs ist die Entwicklung von Al-Si-Zn Anoden für Metall-Luft Batterien, die in Verbindung mit Additiven verringerte Korrosion, reduzierte Wasserstoffentwicklung und weniger Verluste bei der Transformation der Anoden in elektrische Energie aufweisen. Eine zentrale wissenschaftliche Fragestellung ist dabei in wie weit elektrochemische Wechselwirkungen zwischen den Komponenten in den Anoden bestehen. Ein zweites Gebiet für die Forschungsarbeiten ist das Zusammenwirken zwischen Anode und Elektrolyt in Abhängigkeit von der Legierungszusammensetzung der Anode und deren Oberflächenmorphologie. Aus den Analysen werden Kombinationen von Anodenlegierung, Elektrolyt und Additiv identifiziert, und damit effizientere MLBs hergestellt und getestet. Ansätze zur Verringerung der Korrosion in Anoden von MLBs werden in vier Arbeitspaketen untersucht. In AP 2.2.1 werden ausgewählte Legierungen im System Al-Si-Zn mit Schmelzverfahren hergestellt, zu Anoden präpariert und deren elektrochemische Eigenschaften und Korrosionsneigung charakterisiert. Aus diesen Basislegierungen werden die für einen Batteriebetrieb mit geringer Korrosion geeigneten Materialien identifiziert. In AP 2.2.2. werden an diesen Legierungen weitere korrosionsmindernde Modifikationen durch Zulegierung weiterer Komponenten oder Beschichtungen vorgenommen. Dabei werden in AP 2.2.3 der Zustand der Grenzflächen zwischen Anode und Elektrolyt sowie die Auswirkungen der Oberflächenmorphologie auf das elektrochemische Verhalten und die Korrosion en-detail analysiert. Parallel zu den Arbeiten an den Anodenlegierungen wird in AP 2.2.4 an der Identifikation von Additiven zum Elektrolyten, die sich für eine Verminderung der Korrosion in den MLBs eignen gearbeitet.

Teilvorhabentitel: Fertigung und Testung von Elektrodenmaterialien für den Aufbau von Superkondensatoren

Das Projekt "Teilvorhabentitel: Fertigung und Testung von Elektrodenmaterialien für den Aufbau von Superkondensatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Brandenburgische Kondensatoren GmbH durchgeführt. 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.

Teilvorhaben: Entwicklungen nanostrukturierter Substrate und deren Modifikation in Kombination mit elektrochemischer Charakterisierung der resultierenden Elektrodenmaterialien

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklungen nanostrukturierter Substrate und deren Modifikation in Kombination mit elektrochemischer Charakterisierung der resultierenden Elektrodenmaterialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme durchgeführt. 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.

Teilprojekt: Methoden zur gezielten Alterung und Optimierung der Membranen - Umsetzung in die Praxis

Das Projekt "Teilprojekt: Methoden zur gezielten Alterung und Optimierung der Membranen - Umsetzung in die Praxis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FUMATECH BWT GmbH durchgeführt. Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.

1 2 3 4 5 … 9 10 11