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Found 30 results.

Polygons in tundra wetlands: state and dynamics under climate variability in Polar Regions (POLYGON)

Permafrost regions are strongly affected by ongoing global warming. The widely distributed Arctic patterned ground of polygonal wetlands underlain by permafrost is considered to be sensitive to environmental and climate changes. In a combined ecological and palaeo-ecological approach, modern, sub-recent and fossil ice-wedge polygons will be studied at three representative sites along a geographical gradient in the northeast Siberian lowlands in order to understand the temporal and spatial variations of polygon dynamics and their relation to climate change. In the proposed study design limnological, (palaeo-)ecological, pedological and cryological methods are tightly interconnected to assess modern and palaeo-environmental conditions and their main forcing parameters thoroughly. Terrestrial and aquatic species communities will be studied and cryogenic processes affecting polygonal landscape will be observed and evaluated. Results from the proposed project will allow predicting future environmental dynamics in permafrost regions. Extensive preparatory work including methodological tests, site visits and cooperation arrangements was performed by the applicants to ensure the feasibility of the project. The project will bring together German and Russian expertise in Arctic ecology and permafrost science complemented by international partners.

Demonstration eines voll-supraleitenden Generatorsystems, Teilvorhaben: Elektromagnetische Berechnungen und Simulationen zur Auslegung eines voll-supraleitenden Generators

Das Teilvorhaben der H-BRS legt ihren Fokus auf die Erstellung von 2D FEM Modellen in einer Multiphysik Umgebung und der Berechnung von stationären Feldproblemen im zweidimensionalen und dreidimensionalen Raum zur Auslegung des 250 kW vollsupraleitenden Demonstrator Generators (DG) auf den Entwurf eines 10 MW Generators. Die erarbeiteten Erkenntnisse aus dem Vorläuferprojekt SupraGenSys werden für die Auslegung des 250 kW DGs verwendet. In enger Abstimmung mit der Kryotechnik soll das Kältesystem ausgearbeitet werden. Dadurch sind Anpassungen am Entwurf unvermeidbar, welche anhand von 2D und 3D FEM-Berechnungen der H-BRS abgeglichen werden müssen. Die H-BRS wird den Entwurf des DG in der Multiphysik Umgebung der Software COMSOL als Modell implementieren und FEM-Berechnungen erstellen. Neben dem elektromagnetischen Grobentwurf wird der DG auch für die zu erwartenden thermischen und mechanischen Anforderungen ausgelegt. Die HBRS wird daher ihre Untersuchungen auf die systemübergreifenden Berechnungen konzentrieren, wie der Nutkräfte oder der elektromagnetischen Kraftwirkung im Luftspalt. Weiter sollen Feldeffekte auf die Spulen untersucht werden. Sowohl für den DG als auch für den Multimegawatt Generatorentwurf werden relevante Betriebsfälle berechnet. In einem weiteren Arbeitspaket wird die H-BRS die erweiterten Berechnungen in das Auslegetool integrieren, unter Berücksichtigung des Kühlkonzepts und hinsichtlich der Konstruktion des DGs. Außerdem wird die H-BRS bei der erweiterten Konzeptstudie für Voll-HTS Generatoren unterstützen, in welcher die neusten Trends und Entwicklungen in der Supraleitungstechnik für das 10 MW Voll-HTS Generatorkonzept einfließen.

Erarbeitung einer wissenschaftlich fundierten, nachhaltigen Datenbasis und Empfehlung als Entscheidungsbasis für die zukunftsfähige und langfristige Nutzung von LNG-Terminal-Standorten als logistische Knotenpunkte für Wasserstoff und dessen Derivate, Teilvorhaben IFW

UPB-Teilbank Humanproben, Probenahme und Lagerung

Die Umweltprobenbank des Bundes bildet ein zentrales Element der Umweltbeobachtung in Deutschland. Seit mehr als 30 Jahren liefert sie dem Bundesministerium für Umwelt. Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) eine wichtige wissenschaftliche Grundlage. um Maßnahmen im Umwelt- und Naturschutz ergreifen und deren Erfolg kontrollieren zu können. Die Umweltprobenbank ist eine permanente Einrichtung des BMU und arbeitet unter der Ägide des Umweltbundesamtes (UBA). Die Arbeitsgruppe Umweltprobenbank des Bundes - Humanproben des Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik (IBMT) sammelt im Auftrag des UBA seit Januar 2012 jährlich an vier Standorten in der Bundesrepublik (Münster, Halle, Ulm, Greifswald) Blut- und Urinproben von jeweils 120 freiwilligen Probandinnen und Probanden für die Umweltprobenbank des Bundes. Jährlich gewinnt das Fraunhofer IBMT somit bis zu 13 200 Einzelproben, die für die Untersuchung der Belastung des Menschen durch Umweltschadstoffe eingesetzt werden können. Ein Teil der Proben wird im Anschluss an die Probenahme auf klinische Parameter (wie z. B. den Cholesteringehalt) hin analysiert. Eine analytische Erstcharakterisierung im Hinblick auf chemische Belastungen wird vom Institut und der Poliklinik für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin (IPASUM) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg durchgeführt. Der Großteil der jährlich gesammelten Proben wird jedoch vom Fraunhofer IBMT für eine spätere retrospektiven Analyse auf umweltrelevante Chemikalien und Verbindungen in kryokonservierter Form unbefristet und veränderungsfrei in der Umweltprobenbank gelagert. Die Humanproben der Umweltprobenbank des Bundes erlauben einen Überblick über die umweltbedingte Schadstoffbelastung des Menschen. Die wiederholte Untersuchung von vergleichbaren Personengruppen in regelmäßigen Zeitabständen ermöglicht die langfristige Verfolgung von Schadstofftrends, die von grundlegender Bedeutung für die Entwicklung von gesetzlichen Maßnahmen und deren Erfolgskontrolle sind. Mit der zeitlich unbefristeten Kryokonservierung der gesammelten Proben und den damit gegebenen veränderungsfreien Bedingungen wird zudem die Voraussetzung geschaffen, auch zu späteren Zeitpunkten rückblickende Untersuchungen durchzuführen oder Untersuchungen mit neueren und möglicherweise sensibleren Messtechniken zu wiederholen. Somit lassen sich auch noch nach Jahrzehnten retrospektiv Substanzen nachweisen, die zum Zeitpunkt der Einlagerung der Proben noch nicht bekannt oder analysierbar waren bzw. bislang nicht für bedeutsam gehalten wurden.

Teilprojekt 2, Teilprojekt 1

Teilvorhaben: B2-DMK Deutsches Milchkontor GmbH, Teilvorhaben: Y1-MAN (B)

Experimentelle Entwicklung einer Dienstleistung zur Kryokonservierung von Bienensamen (KryoBeeServ)

Die AMP-Lab GmbH beabsichtigt die Kryokonservierung von Bienensperma den deutschen und anschließend den europäischen Bienenzüchtern als Dienstleistung anzubieten. Wissenschaftlich und technisch sind die Voraussetzungen durch den erfolgreichen Abschluss des vorangegangenen Projektes (FKZ: 2813500508) gegeben. Die experimentelle Entwicklung einer validierten Dienstleistung bis zur Marktreife ist Aufgabe dieses Projektes. Um das Ziel zu erreichen, werden Details des Einfrierverfahrens in 2016 zunächst optimiert. Anschließend werden 100 Mikro-L Samenproben eingefroren und nach 1-5 Jahren durch in vitro und in vivo Analysen auf Fertilität getestet. Mehrere Bienenzüchter haben sich bereiterklärt, ausreichend Drohnen für die Gewinnung des Samens heranzuziehen, Die in vitro Analysen sind im Labor von AMP-Lab etabliert, die in vivo Tests (Besamung von Bienenköniginnen) erfolgt bei den Züchtern.

Ökobatt-2020 - Ökologisch und ökonomisch hergestellte Lithium-Ionen-Batterien für 'Batterie 2020', Teilvorhaben 3.0: Erforschung der Anodenmaterialien

Dieses Projekt strebt eine deutliche Verbesserung der Lithium-Ionen-Zellen in Performance, Kosten und Umweltfreundlichkeit an. Damit trägt es zu den Zielen der Elektromobilität und des Energiewandels bei. Die hierbei gesetzten Ziele umfassen die Entwicklung kostengünstiger Materialien mit verbesserter Energie- und Leistungsdichte, die Vermeidung organischer Lösungsmittel, eine Verbesserung der Ökobilanz durch Weiterverwendung gebrauchter Antriebszellen in stationären Speichern sowie eine kostengünstige Produktion in Deutschland. Ein wichtiger Aspekt dieses Projekts ist die Ausrichtung auf ein Upscaling zu einer großen und wirtschaftlichen Produktion von LIB in Deutschland. Wichtige Ziele einer solchen Produktion sind: - Wettbewerbsüberlegene Li-Ionen-Zellen - Wettbewerbsfähige Produktionskosten Alle Materialien und Prozesse werden daran gemessen, ob sie in einer solchen großen Produktion verwandt werden können. Dabei helfen die bestehende 'Forschungsproduktionslinie' am ZSW und die 'Forschungsversuchsanlagen' bei VWVM. 1.3 Spezifikation der Anodenmaterialien/Messsystemabgleich M0 Bereitstellung Referenzmaterial GEN0 3.1 Auswahl Rohstoffe 3.2 Auswahl Prozessroute 3.3 Materialveredelung 3.4 Begleitende Materialcharakterisierung 3.5 Charakterisierung der Prozessier- und Verarbeitbarkeit der entwickelten Materialien 3.6 Synthese Anodenmaterial GEN1 M1 Bereitstellung Anodenmaterial GEN1 3.7 Optimierung Prozessroute unter Berücksichtigung der Kosten 3.8 Optimierung Veredelungsverfahren 3.9 Optimierung des Verdichtungsverhaltens, Ladekinetik, Tieftemperaturverhalten 3.10 Begleitende Materialcharakterisierung 3.11 Charakterisierung der Prozessier- und Verarbeitbarkeit der entwickelten Materialien 3.12 Synthese optimiertes Anodenmaterial GEN2 M2 Bereitstellung Anodenmaterial GEN2 3.13 Charakterisierung der Prozessier- und Verarbeitbarkeit der entwickelten Materialien 3.14 Synthese eines Alternativmaterials GEN3 M3 Bereitstellung Alternativmaterial GEN3 M4 Abschlussbericht.

RevAl: AlH3-Stickstoffverbindungen als neue Materialien zur reversiblen Speicherung von Wasserstoff (RevAl), Synthese und strukturelle Charakterisierung

Ziele des Teilprojektes RevAl an der Arbeitsstelle Mülheim sind die Synthese, die strukturelle Charakterisierung und die kinetische Optimierung neuer reversibler Wasserstoffspeichermaterialien basierend auf AlH3-Stickstoffverbindungen. Generell sind viele dieser Verbindungen unter Normalbedingungen nicht stabil und zerfallen unter Abgabe von Wasserstoff. Um solche instabilen Verbindungen dennoch synthetisieren und untersuchen zu können, sind tiefe Temperaturen und/oder hohe Gasdrücke erforderlich. Damit sind aber auch besondere Anforderungen an die instrumentelle Ausstattung, das Probenhandling und die Synthese notwendig. Diese Expertise soll im Laufe des Projektes entwickelt und optimiert werden. Um Erfahrungen bei der Synthese und Charakterisierung zu sammeln, werden zunächst stabilere Systeme der Aminoalane im Fokus der Untersuchungen stehen. Diese werden im Laufe des Projektes auf die instabilen Systeme ausgeweitet. In der ersten Projektphase wird neben der Synthese die instrumentelle Entwicklung von Tieftemperaturzellen zur strukturellen Charakterisierung mit Hilfe von Röntgenpulverdiffraktometrie im Vordergrund stehen. Im folgenden Projektschritt werden instabile System synthetisiert, strukturell charakterisiert und optimierte Bedingungen für die Wiederbelebung (Rehydrierung) ggf. mit Hilfe von Katalysatoren ermittelt und die Materialien für die Anforderungen eines Feststoffwasserstoffspeichers für Brennstoffzellenfahrzeuge optimiert.

Impedanzveränderliche Kurzschlussstrombegrenzungsspule (SmartCoil)

Ziel des Vorhabens ist der Funktionsnachweis einer passiv impedanzveränderlichen Kurzschlussstrombegrenzungsspule in einem einphasigen 10 MVA Testaufbau auf Mittelspannungsebene. Die stromabhängige Impedanz wird durch einen supraleitenden Abschirmeinsatz in einer normalleitenden Drosselspule realisiert. Mit diesem neuartigen Betriebsmittel könnten Netze in allen Spannungsebenen enger vermascht und neue Erzeugungsanlagen angeschlossen werden bei zumindest gleichbleibender Stabilität des Netzes, aber ohne unzulässig hohe Steigerung der Kurzschlussströme. Dies bewirkt niedrigeren Spannungsfall an der Impedanz im Normalbetrieb und ermöglicht u.a. eine höhere Einspeiseleistung von regenerativen Energien, ohne Verletzung des Spannungsbandes, was sonst in der Regel einen aufwändigen Netzausbau erfordern würde. Ausgehend vom konzeptionellen Entwurf des supraleitenden Einsatzes und der normalleitenden Primärspule wird zunächst das Betriebsverhalten in einem beispielhaften Energieverteilnetz simuliert. Parallel dazu erfolgt anhand der Messung der supraleitenden Eigenschaften die Auswahl geeigneter HTS- Bänder mit denen dann Versuche zur niederohmigen Kontaktierung durchgeführt werden. Die Bänder sind wesentlicher Bestandteil der Komponenten des Abschirmeinsatzes, die entwickelt, getestet und im Kryostat montiert werden müssen. Schließlich werden Kryostat und die normalleitende Primärspule zu einem Testaufbau montiert, der durch dielektrische Prüfungen und Leistungstests validiert wird.

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