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Entwicklung eines Methanoxidationskatalysators auf Basis von biogenem Silica für die Entfernung von Methan im Abgas von Biogas-BHKW, Teilvorhaben: Entwicklung keramischer Katalysatorträger

Das Projekt hat die Entwicklung und Untersuchung eines hinreichend aktiven sowie langzeitstabilen Katalysators zur Oxidation von Methan im Abgas von Biogas-BHKW zum Ziel. Die Basis dafür bildet pulverförmiges biogenes Silica, welches aus der energetischen Verwertung von biogenen Rest- und Abfallstoffen gewonnen wird. Zusammen mit den aktiven Komponenten wird dies einerseits als Washcoat auf a-Aluminiumoxid Hohlkugeln aufgebracht. Andererseits werden Hohlkugeln aus dem pulverförmigen Katalysator gefertigt. Im Projektverlauf wird diese Entwicklung ausgehend vom Labormaßstab nach Upscaling auch unter realen Bedingungen abgebildet. Die Untersuchungen sollen unter Realgasbedingungen durchgeführt werden. Deswegen erfolgt ein Upscaling auf Realgasuntersuchungen und es soll dabei unter Verwendung einer mobilen Katalysatortestapparatur mit Realabgas und nachfolgend direkt im BHKW-Abgasstrang der Nachweis der Praxistauglichkeit geführt werden.

Entwicklung eines Methanoxidationskatalysators auf Basis von biogenem Silica für die Entfernung von Methan im Abgas von Biogas-BHKW

Das Projekt hat die Entwicklung und Untersuchung eines hinreichend aktiven sowie langzeitstabilen Katalysators zur Oxidation von Methan im Abgas von Biogas-Blockheizkraftwerken (BHKW) zum Ziel. Die Basis dafür bildet pulverförmiges biogenes Silica, welches aus der energetischen Verwertung von biogenen Rest- und Abfallstoffen gewonnen wird. Zusammen mit den aktiven Komponenten wird dies einerseits als Washcoat auf a-Aluminiumoxid Hohlkugeln aufgebracht. Andererseits werden Hohlkugeln aus dem pulverförmigen Katalysator gefertigt. Im Projektverlauf wird die Katalysatorentwicklung ausgehend vom Labormaßstab nach Upscaling auch unter realen Bedingungen abgebildet. Die Untersuchungen sollen unter Praxisbedingungen durchgeführt werden. Dabei soll unter Verwendung einer mobilen Katalysatortestapparatur mit Realabgas und nachfolgend direkt im BHKW-Abgasstrang der Nachweis der Praxistauglichkeit geführt werden.

Entwicklung eines Methanoxidationskatalysators auf Basis von biogenem Silica für die Entfernung von Methan im Abgas von Biogas-BHKW, Teilvorhaben: Applikation und Einführung eines umweltfreundlichen Oxidationskatalysators in die industrielle Fertigung für marktspezifische Anwendungen

Das Projekt hat die Entwicklung und Untersuchung eines hinreichend aktiven sowie langzeitstabilen Katalysators zur Oxidation von Methan im Abgas von Biogas-Blockheizkraftwerken (BHKW) zum Ziel. Die Basis dafür bildet pulverförmiges biogenes Silica, welches aus der energetischen Verwertung von biogenen Rest- und Abfallstoffen gewonnen wird. Zusammen mit den aktiven Komponenten wird dies einerseits als Washcoat auf a-Aluminiumoxid Hohlkugeln aufgebracht. Andererseits werden Hohlkugeln aus dem pulverförmigen Katalysator gefertigt. Im Projektverlauf wird die Katalysatorentwicklung ausgehend vom Labormaßstab nach Upscaling auch unter realen Bedingungen abgebildet. Die Untersuchungen sollen unter Praxisbedingungen durchgeführt werden. Dabei soll unter Verwendung einer mobilen Katalysatortestapparatur mit Realabgas und nachfolgend direkt im BHKW-Abgasstrang der Nachweis der Praxistauglichkeit geführt werden.

RSD-Abgasmessung

Wieviel Schadstoffe kommen wirklich aus dem Auspuff? Welche Fahrzeuge tragen besonders zu den Schadstoffbelastungen an Straßen bei? Lassen sich mit Modellen, die in der Luftreinhaltung verwendet werden, die Kfz-Emissionen realistisch berechnen? Um diese Fragen besser beantworten zu können, wurden in Berlin erstmals Schadstoffmessungen direkt in der Abgasfahne von Fahrzeugen im Straßenverkehr mit dem Verfahren „Remote Sensing Detection (RSD)“ durchgeführt. Der wissenschaftliche Bericht zu der RSD-Abgasmessung steht hier zum Download bereit: Die umfangreichen Daten zu dem Bericht können auf Anfrage zur Verfügung gestellt werden. Bitte wenden Sie sich an Annette.Rauterberg-Wulff@senmvku.berlin.de . Die Abgasmessungen mit kombinierter Kennzeichenerfassung fanden im Zeitraum vom 21. Oktober bis zum 8. November 2019 im Auftrag der Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz statt. Gemessen wurde an der Sonnenallee (Neukölln) stadteinwärts zwischen Mareschstraße und Thiemannstraße sowie Am Seegraben (Alt-Glienicke) stadtauswärts am Abzweig zur A 117. Um den Schadstoffausstoß der Fahrzeuge zu messen, wurde quer über die Straße eine Lichtschranke aus infrarotem und ultraviolettem Licht installiert und die Schwächung des Lichtstrahls durch die Schadstoffe gemessen. Diese Lichtabsorption ist umso größer, je mehr Schadstoffe in der Abgasfahne sind. Es handelt sich damit um eine berührungslose Fern-Messung (englisch auch als Remote Sensing Detection oder RSD bezeichnet) ohne störende Eingriffe am Fahrzeug oder in die Fahrweise. Neben der Konzentration von Stickstoffoxiden im Abgas wird auch der Ausstoß von Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Partikeln sowie die Geschwindigkeit und Beschleunigung der Fahrzeuge gemessen. Damit kann der Schadstoffausstoß in Abhängigkeit vom momentanen Kraftstoffverbrauch und der Fahrweise für die verschiedenen Fahrzeuggruppen ausgewertet werden. Wichtig für die Auswertungen sind zudem Daten zum Fahrzeug, d. h. zur Art des Fahrzeugs (Pkw, Nutzfahrzeuge, Busse), zur Antriebsart (Otto-, Dieselmotor, weitere Antriebe), zu seinem Gewicht und zur Abgasnorm, z.B. für einen Vergleich mit Emissionsgrenzwerten. Die Fahrzeugdaten wurden anhand der erfassten Kennzeichen ermittelt. Die Untersuchung ist Teil eines Projektes zur Erarbeitung eines Informationssystems zur aktuellen Luftqualität an Straßen (AkLuSt Berlin). Dieses Projekt wird aus dem “Sofortprogramm Saubere Luft 2017-2020” des Bundes mit einer Fördersumme von insgesamt 155.295 Euro gefördert. Gefördert durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Die Durchführung dieser Untersuchung erfolgte im Rahmen der Förder­richtlinie “Digitalisierung kommunaler Verkehrs­systeme”.

Ueberfuehrung der in Abgasen, speziell Rauchgasen, enthaltenen Schwefeloxide in elementaren Schwefel

Die Untersuchungen haben zum Ziel, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem sich nach Konzentrierung der Schwefeloxide durch Sorption ein Wiederaufheizen der Abgase eruebrigt. Die Reaktionssubstanzen sollen nach der Regeneration, bei der fluessiger Schwefel als Produkt erzeugt wird, erneut verwendbar sein. Die Untersuchungen gliedern sich in 1. die Ermittlung von Ab- bzw. Adsorptionsdaten fuer SO2, 2. die Erzeugung von H2S aus Methan und Schwefel, wobei anfallender CS2 durch Hydrolyse in H2S ueberfuehrt wird, und 3. die Umsetzung von SO2 mit H2S zu elementarem Schwefel.

Eine Webanwendung zur Ermittlung und Vermeidung des Eintrags von Pflanzenschutzmitteln in die Umwelt

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Viele Studien zeigen, dass chemische Pflanzenschutzmittel (PSM) auch über weite Distanzen transportiert werden können und so die Umwelt belasten. Auch entlegene Schutzgebiete sind davon betroffen und werden hierdurch beeinträchtigt, was insbesondere Insektenpopulationen nachhaltig schädigt. Dies konnte durch ein deutschlandweites Kleingewässermonitoring (KgM) bestätigt werden (Liess et al., 2021). Bereits im Projekt PuMa 1.0 (Laufzeit 1.7.2021 - 30.6.2023) entwickelten die Projektpartner eine Webanwendung, mit der auf einer interaktiven Karte u.a. potenzielle Quellen von PSM identifiziert, das ökologische Risiko eines vorhergesagten PSM-Eintrags bewertet und PSM-Reduktionsszenarien simuliert werden können. Mit dem Folgeprojekt PuMa 2.0 sollen die zurzeit noch bestehenden Limitierungen dieser Webanwendung identifiziert und überwunden werden. Das Ziel ist die Weiterentwicklung der vorhandenen Webapplikation zu einer offenen, digitalen Plattform für Umweltforschung, die sich in das bestehende IT-Umfeld von Anwendern aus Umweltforschung, Landwirtschaft, Verwaltung und Umweltschutz integrieren lässt. Wissenschaftliche Ziele des Projekts PuMa 2.0 bestehen u.a. in der Quantifizierung des Oberflächenabfluss und der ökotoxikologischen Bewertung eintragsmindernder Maßnahmen. Ziele im Bereich der Softwareentwicklung bestehen u.a. in der Umsetzung mehrerer Schnittstellen für den Import und Export von Schlag- und PSM-Anwendungsdaten. Sowie der Entwicklung von Programmierschnittstellen zur Integration weiterer Expositionsmodelle und Auswertungen zur ökotoxikologischen Risikobewertung.

Umweltrelevante Belastungen durch die Haltung von Heim- und Begleittieren

In den letzten Jahren gewann die Katze sowohl als Haustier als auch als Tierheimtier immer mehr an Bedeutung. Die neuesten Zahlen ueber die in deutschen Haushalten lebenden Katzen belaufen sich auf mittlerweile 6 Millionen, im Vergleich zu 1992 mit ca 5 Millionen Katzen. Damit einhergehend nimmt auch die Zahl der freilaufenden und verwilderten Tiere drastisch zu, wie Zahlen aus Umfragen belegen. Von 1993 bis 1996 hat sich die Zahl der in Tierheimen Ostdeutschlands aufgenommenen Katzen um durchschnittlich 43 Prozent erhoeht, wobei 71 Prozent der aufgenommenen Katzen zur Gruppe der streunenden und freilebenden Katzen gehoeren. Neben einer extremen Belastung der Tierheime und hohen Kosten der Fang- und Vermittlungsversuche, hat dieses Problem vor allem hygienische Relevanz. Zu den von Katzen auf den Menschen uebertragbaren Infektionen (Zoonosen) gehoeren ua die Echinokokkose, die die Katzenkratzkrankheit, Katzenpocken, Mikrosporie (Trichophytie), Raeudemilben und insbesondere die Toxopasmose. Hier kommt es durch freillebende verwilderte Katzen, die sich dem Zugriff des Menschen entziehen, zur Kontamination von oeffentlichen Plaetzen wie zB Kinderspielplaetzen uae . Ziel dieses Projektes ist die Erfassung der Zahl der verwilderten und streunenden Katzen,die epidemiologische Erfassung von durch freilebenden Katzen auf den Menschen uebertragbaren Infektionskrankheiten und die Entwicklung von Strategien zur Kontrolle der Katzenpopulation.

Emission von Spurengasen bei Biomasseverbrennung

Offene Verbrennung von Pflanzenmaterial verschiedener Herkunft. Dabei Messung von Temperatur, Flussrate, Gewichtsverlust und Spurengaskonzentrationen im Abgas. Gemessene Spurengase: CO, CO2, CH4, C2-C10-Kohlenwasserstoffe, NO, N2O, NH3, HCN, CH3CN, SO2, H2S, CS2, COS.

Transformation von partikelförmigen Kraftfahrzeugemissionen und deren Vorläufern im Nahfeld der Quelle

Es soll die Verdünnung des Abgases von Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr und besonders die dabei erfolgende Transformation der Aerosolpartikel unter atmosphärischen Bedingungen untersucht werden. Um dieses Ziel zu realisieren, wird ein Kofferanhänger mit den notwendigen Messgeräten ausgestattet und von den zu untersuchenden Fahrzeugen gezogen. Der Aerosoleinlass an diesem Anhänger wird variabel angebracht sein, um Messungen in verschiedenen Abständen vom Auspuffrohr zu ermöglichen. Ziel ist es, gemessene Unterschiede zwischen Immissions- und Emissionsmessungen zu quantifizieren und damit beobachtete Differenzen zwischen Messungen am Motorprüfstand und solchen an einem Standort an der Straße soweit wie möglich zu erklären. Weiterhin soll der Einfluss der äußeren Bedingungen, wie meteorologische Parameter (Temperatur, relative Feuchte, etc.) und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges quantifiziert werden. Ein wichtiger Bestandteil ist dabei auch die Charakterisierung der Mischungs- und Verdünnungsprozesse zwischen Auspuff und Probennahme. Diese soll mit zeitlich hochaufgelösten Messungen von Temperatur, Geschwindigkeit und Feuchte der Luft realisiert werden. Zusätzlich zu diesen experimentellen Arbeiten soll, wenn sinnvoll, im weiteren Verlauf des Projektes die Transformation der Partikel mit einem Modell simuliert werden.

Abgasuntersuchungen an einem Kraftfahrzeug, das wahlweise mit Vergaserkraftstoff und Methanol betrieben wird

Durch vergleichende Untersuchungen auf der Basis des Europazyklus sollte festgestellt werden, dass es moeglich ist, mit verhaeltnismaessig geringen baulichen Massnahmen ein serienmaessig gebautes Kraftfahrzeug auf den wahlweisen Betrieb mit Vergaserkraftstoff oder Methanol umzuruesten. Dabei waren die Einfluesse auf das Leistungsverhalten und das Emissionsverhalten Gegenstand der Untersuchung. Zur Verfuegung stand ein Europatest-Pruefstand mit erweitertem Analysenprogramm sowie die Methoden der Gaschromatographie.

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