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Entwicklung einer Methode zur Aufarbeitung gebrauchter und minderwertiger nativer Fette und Öle zu Treibstoff für Dieselmaschinen

Gebrauchte oder minderwertige native Fette und Öle sind eine interessante Energiequelle für Dieselmaschinen, die sich durch eine ausgezeichnete Ökobilanz auszeichnen und nicht in Konkurrenz zu Nahrungs- oder Futtermitteln stehen. Dem Einsatz in Dieselmschinen stehen der i.d.R. hohe Gehalt an Schlackebildnern (Ca, Mg, Na, K, P) und an freien Fettsäuren entgegen. Ziel des Vorhabens ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die o.g. Rohstoffe so aufzuarbeiten sind, dass sie ohne weiteres in Dieselmaschinen eingesetzt werden können. Dazu wurde der Rohstoff einer sauer katalysierten Veresterung mit biogenem Ethanol unterworfen, mit dem die Gehalte sowohl an freien Fettsäuren, als auch an den genannten Schlackebildnern soweit gesenkt werden konnten, dass die Maßgaben der DIN-VN 51 605 erfüllt werden. Abgesehen davon, dass die so gewonnen Treibstoffe aus rein biogenen Rohstoffen bestehen, weisen sie Stockpunkte von teilweise unter -20 Grad Celsius auf.

Geringes ILUC-Risiko von Biokraftstoffen aus Abfall- und Reststoffen - Stroh, Forstabfälle, Altspeiseöl, Maiskolben

In einer Studie im Auftrag der deutschen, niederländischen und dänischen Regierungen schätzt Ecofys, dass 17 Mio. t Rohöläquivalent an Biokraftstoffen mit niedrigem ILUC-Risiko mithilfe von europäischen Holzabfällen und Stroh sowie weltweit verfügbarem Altspeiseöl produziert werden könnten. Dies würde bei Einfachzählung fast 60Prozent der gesamten prognostizierten Menge an Biokraftstoffen für 2020 in der EU entsprechen. Zur Berechnung des Potenzials der einzelnen Abfall- und Reststoffe für ein geringes ILUC-Risiko wurde in dieser Ecofys-Studie zunächst die theoretisch verfügbare Menge eines jeden Rohstoffs ermittelt. In einem nächsten Schritt wurde die Menge berechnet, die nachhaltig geerntet oder gesammelt werden könnte. Dazu gehört unter anderem der Schutz der Bodenqualität. Zum Schluss wurde das Risiko für ILUC geschätzt, welches auch die aktuelle Verwendung dieser Rohstoffe außerhalb des Bioenergie-Sektors beinhaltet. Denn würde die Bioenergieproduktion mit anderen Bereichen konkurrieren, bestünde eine erhöhte Gefahr der ILUC. Deshalb wurden bereits bestehende Verwendungen vom nachhaltigen Potenzial abgezogen. Die Berechnung des Potenzials für Altspeiseöl bezieht die ganze Welt ein, weil der Rohstoff weltweit gehandelt wird, alle anderen Stoffe wurden auf der EU-Mitgliedsstaat-Ebene analysiert. Die robuste Quantifizierung des verfügbaren Potenzials von Abfall- und Reststoffen ist schwierig. Im Gegensatz zu Feldfrüchten gibt es keine Daten über die Verfügbarkeit von Abfall- und Reststoffen. Diese Studie basiert ihre Berechnungen auf der vorhandenen Literatur und zahlreichen Experteninterviews. Der Datenmangel bedeutet, dass quantifizierte Potenziale in dieser Studie beste Schätzungen darstellen.

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.

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 von leitfähigen Druckpasten mit Kupfer und Bio-Kohlenstoff als primären Füllstoff

Das Projekt '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. Eine weitere Skalierung in Multi-Terawatt Dimensionen mit der weltweiten Fördermenge von Silber kaum vereinbar ist. Das Siebdruckverfahren ist der dominierende Metallisierungsprozess und ist aufgrund seiner robusten, flexiblen und sich schnell entwickelnden Steigerung des Produktionsdurchsatzes, sowie rapiden Reduktion der Strukturbreiten nahezu konkurrenzlos. Das Silberproblem kann also über die Entwicklung von Siebdruck-Pasten mit alternativen leitfähigen Füllstoffen gelöst werden. 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.

Substitution von geogenem asiatischem Wollastonit für die Sanitärkeramikproduktion mittels in-situ-Phasenumwandlung von Xonotlit-Reststoffen aus der Calciumsilikatplatten-Produktion

Wollastonit ist ein natürlich vorkommendes Calciumsilikat, welches als Rohstoff für die keramische Industrie von großer Bedeutung ist. Aufgrund der natürlichen Vorkommen wird Wollastonit vorwiegend aus dem asiatischen Raum importiert. Insbesondere wegen der hohen Transport- und damit verbundenen Energie-Kosten sucht Duravit nach einer nachhaltigen Alternative für die Sanitärkeramikproduktion, die vorzugsweise auf national/regional verfügbaren Materialien beruht. Zusätzlich können neben der Ressourceneffizienz auch die produktionsbedingten Emissionen reduziert werden. Als mögliche Quelle hierfür wurden vorab calciumsilikatreiche Reststoffe der Firma Calsitherm identifiziert. Diese werden aktuell deponiert; ihre Zusammensetzung entspricht jedoch dem Mineral Xonotlit, einem wasserhaltigen Calciumsilikat. Ziel des Vorhabens ist es, entweder vorab oder im optimalen Fall in-situ aus diesem Reststoff Wollastonit durch eine thermische Behandlung herzustellen.

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: Evaluierung von alternativen Pastenrezepturen mit Aufbau einer Kleinserienfertigung

Im Rahmen des Vorhabens sollen industriell herstellbare Siebdruck-Pastensysteme entwickelt werden, welche die Nutzung von Silber als primäres leitfähiges Kontaktierungsmaterial durch die Verwendung silberbeschichteter Kupferpartikel signifikant reduzieren (max. Silberanteil 15-25%) und in einem weiteren Pastensystem durch die Verwendung von Bio-basiertem leitfähigem Kohlenstoff komplett substituieren. Im Teilvorhaben 'Evaluierung von alternativen Pastenrezepturen mit Konzeptionierung und Aufbau einer Kleinserienfertigung der optimierten Pastenrezepturen' ist es erforderlich, die neuen alternativen Pastensysteme grundlegend und umfangreich für die photovoltaische Anwendung zu evaluieren. Dies benötigt zunächst Tests auf Zellniveau hinsichtlich Druckbarkeit, Curing-Verhalten und I-V-Daten in der Meyer Burger (Germany) GmbH Pilotlinie. Auch müssen Lagerung und Verarbeitbarkeit bewertet werden. Im Rahmen einer Siebdruck-Metallisierung werden jeweils für die Vorderseite und Rückseite alternative Pastensysteme erprobt. Des Weiteren sind, bei erfolgreicher Zell-Vorevaluierung, Modultests nach IEC-Standard essentiell. Abschließend soll eine Kleinserien-Produktionsumgebung für die entwickelten Pastenrezepturen konzeptioniert, aufgebaut und in Betrieb genommen werden.

Entwicklung von Siebdruck-Pastensystemen auf Basis alternativer leitfähiger Füllstoffe zur nachhaltigen Substitution von Silber als primärer Rohstoff für die Kontaktierung von Silicium Heterojunction Solarzellen

Im Rahmen des Vorhabens sollen industriell herstellbare Siebdruck-Pastensysteme entwickelt werden, welche die Nutzung von Silber als primäres leitfähiges Kontaktierungsmaterial durch die Verwendung silberbeschichteter Kupferpartikel signifikant reduzieren (max. Silberanteil 15-25%) und in einem weiteren Pastensystem durch die Verwendung von Bio-basiertem leitfähigem Kohlenstoff komplett substituieren. Im Teilvorhaben 'Evaluierung von alternativen Pastenrezepturen mit Konzeptionierung und Aufbau einer Kleinserienfertigung der optimierten Pastenrezepturen' ist es erforderlich, die neuen alternativen Pastensysteme grundlegend und umfangreich für die photovoltaische Anwendung zu evaluieren. Dies benötigt zunächst Tests auf Zellniveau hinsichtlich Druckbarkeit, Curing-Verhalten und I-V-Daten in der Meyer Burger (Germany) GmbH Pilotlinie. Auch müssen Lagerung und Verarbeitbarkeit bewertet werden. Im Rahmen einer Siebdruck-Metallisierung werden jeweils für die Vorderseite und Rückseite alternative Pastensysteme erprobt. Des Weiteren sind, bei erfolgreicher Zell-Vorevaluierung, Modultests nach IEC-Standard essentiell. Abschließend soll eine Kleinserien-Produktionsumgebung für die entwickelten Pastenrezepturen konzeptioniert, aufgebaut und in Betrieb genommen werden.

Gewinnung von Phytinsäure aus regional verfügbaren Rohstoffen - ein weiterer Schritt in Richtung 'grüner' Wandfarben

Gewinnung von Phytinsäure aus regional verfügbaren Rohstoffen - ein weiterer Schritt in Richtung 'grüner' Wandfarben, TP3: BioPhy-Farbe

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