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Teilprojekt: Kosten- und zeiteffiziente Li-Batteriesysteme nach neuesten Sicherheitsstandards

Das Projekt "Teilprojekt: Kosten- und zeiteffiziente Li-Batteriesysteme nach neuesten Sicherheitsstandards" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AKASOL AG durchgeführt. Ziel dieses Projektes ist die Erstellung einer Datenbank über das Verhalten von Batteriezellen, -modulen und -systemen im Fehlerfall, die präventive Maßnahmen zur Fehlervermeidung aufzeigt, eine fundierte Schadensrisikoanalyse ermöglicht und aus der Maßnahmen für die Vermeidung von Personen-/ und Sachschaden im Fehlerfall abgeleitet werden können. Ziele: - Datenbank über das Verhalten von Batteriezellen, -modulen und -systemen im Fehlerfall bei systematischer Variation der Umgebungsparameter und Katalogisierung der Gefahren unter besonderer Berücksichtigung der toxischen und explosiven Schadgase. - Untersuchung der Tauglichkeit aktuell nicht in der Normenlandschaft vertretenen Messmethoden für die Beobachtung von Fehlern an Lithium-Ionen-Batterien vom elektrischen Kurzschluss bis hin zu Brand und Explosion. - Aufstellen und Zurverfügungstellung eines Leitfadens für die Harmonisierung von Normen auf dem Gebiet der Abuse-Versuche auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MMM tech support GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es, das NutriLab System, basierend auf den Ergebnissen des vorangegangenen Forschungs- und Entwicklungsprojektes 'NutriLab' (Förderkennzeichen 28181001/00215) bis zur Marktreife zu entwickeln.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwasserwirtschaft durchgeführt. Wasserwiederverwendung wird in vielen Teilen der Welt immer wichtiger, so auch im südlichen Afrika um dort Wasser- Nahrungs- und Futtermittelversorgung nachhaltig zu sichern. Dazu sind neben der technischen Umsetzung der Wasser- und Abwasserbehandlung innovative und gleichzeitig einfache Ansätze für den Betrieb und die Überwachung der Infrastruktur notwendig. Im Rahmen dieses Projektes soll am Bespiel der Kleinstadt Outapi im Norden Namibias, die bereits verschiedene Anlagen zur Abwasserbehandlung und Wasserwiederverwendung in der Landwirtschaft betreibt, das Konzept für eine Management-App entwickelt werden, um den Betrieb dieser Anlagen mit innovativen digitalen Methoden zu unterstützen. Handys sind auch im Norden Namibias schon weit verbreitet und können so als zusätzliches Tool für einen nachhaltigeren Anlagenbetrieb genutzt werden. Die lokalen Betreiber kümmern sich bisher mit einfachen Methoden um die notwendigen Instandhaltungs- und Wartungsarbeiten und stoßen dabei noch oft auf Schwierigkeiten beim Management, typischerweise der Verfügbarkeit von Ersatzteilen, Werkzeugen und Wartungsplänen. Außerdem werden Analysen der Wasserqualitäten zwar durchgeführt, aber die Bewertung ist mangels softwaregestützter Betriebsdatenverwaltung schwierig. So können abweichende oder auffällige Analysewerte seltener erkannt werden und erschweren dadurch verfahrenstechnische Optimierungen. Ziel diese Projektes ist es, ein an die lokalen Bedürfnisse angepasstes System zu entwickeln, das auf einer Management-App als Unterstützung für den Anlagenbetrieb basiert. Maßgebend sind dabei die Anpassung auf die vor Ort verbreitete Technik und eine einfache Handhabung. Die Entwicklung dieser App erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den lokalen Partnern in Namibia und soll die betrieblichen/technischen Erfahrungen der Projektpartner auf diesen neuen Anwendungsfall übertragen.

Etablierung der Plattform

Das Projekt "Etablierung der Plattform" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Medizinische Fakultät, Innere Medizin V - Lehrstuhl für Pneumologie, Allergologie, Beatmungs- und Umweltmedizin durchgeführt. Bei der Erforschung von Lungenerkrankungen und der Medikamentenentwicklung sind auch heute noch Tierversuche notwendig. Es ist daher das Ziel von 3D-REPLACE, ein 3D Lungenorganoid-Reporter-System aufzubauen, welches als Alternative zum Tierversuch in der Grundlagenforschung und zur Testung von Wirkstoffen eingesetzt werden kann. In dieser Reporter-Plattform können zentrale Mechanismen, die chronischen Lungenerkrankungen zugrunde liegen, wie eine gestörte Zelldifferenzierung, übermäßige Schleimbildung und Entzündung adressiert werden. Dies erlaubt die therapeutische Wirkung neuartiger Wirkstoffe im Hochdurchsatzverfahren, d.h. heißt in großer Anzahl mit möglichst wenig Aufwand, zu analysieren. Die Verwendung humaner Zellen und epigenetische Analysen ermöglichen eine personalisierte Identifikation von Wirksubstanzen. Die unmittelbare Anwendbarkeit von 3D-REPLACE auf die Situation im Menschen und die Möglichkeit der akkuraten Vorauswahl an Substanzen bei der Entwicklung neuartiger Medikamente wird die Anzahl an Tierversuchen stark reduziert und ersetzen.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Emschergenossenschaft durchgeführt. Das OTC betreibt für die Wasserver- und -entsorgung eine Reihe von Anlagen, wie Pumpstationen, Anaerobreaktoren, Scheibentauchkörper, UV-Desinfektion und Abwasserteiche. Noch wenig ausgearbeitet sind die Potentiale bei der Überwachung und im Betrieb dieser unterschiedlichen Anlagen mittels digitalisierter Betriebsführung. Solche Ansätze haben jedoch enormes Potential, um perspektivisch ein nachhaltiges Wirtschaften zu ermöglichen. Das OTC kümmert sich bisher mit einfachen Methoden um die notwendigen Instandhaltungs- und Wartungsarbeiten. Dabei stoßen sie derzeit noch auf Schwierigkeiten beim Management, typischerweise der Verfügbarkeit von Ersatzteilen, Werkzeugen und Wartungsplänen. Diese Wartungspläne sind dokumentiert, in ihrer Handhabung für eine konsequente Umsetzung jedoch zu vereinfachen gehalten. So kommt es durch fehlende Wartung oftmals zum Stillstand kompletter Anlagen. Außerdem werden Analysen der Wasserqualitäten zwar durchgeführt, aber die Bewertung ist mangels softwaregestützter Betriebsdatenverwaltung schwierig. So können abweichende oder auffällige Analysewerte seltener erkannt werden und erschweren dadurch verfahrenstechnische Optimierungen. Deutsche Wasserverbände haben aufgrund der Vielzahl an Anlagen und deren Komplexität speziell dafür automatisierte Betriebsführungssysteme, die auf umfängliche Datenbanken zugreifen. Diese sind teuer, benötigen verlässliche und komplexe IT-Systeme und sind aufwändig in der Handhabung. Unser Ziel ist es, diese beiden Extreme zu vernetzen und ein an die lokalen Bedürfnisse angepasstes System zu entwickeln, das auf einer Management-App als Unterstützung für den Anlagenbetrieb basiert. Maßgebend sind dabei die Anpassung auf die vor Ort verbreitete Technik und eine einfache Handhabung. Die Entwicklung einer solchen App erfolgt in enger Zusammenarbeit mit OTC unter Nutzung des betrieblichen/technischen Knowhows der Abwasserexperten der EGLV und mit der wissenschaftlichen Expertise des IWAR.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EnviroChemie GmbH durchgeführt. Während die Digitalisierung in der industriellen Produktion und der Prozessindustrie schnell fortschreitet, hat der Digitalisierungsgrad in der Wasserwirtschaft noch kein vergleichbares Niveau erreicht. Vor allem im industriellen Bereich ist die Wassertechnik durch die enge Verbindung mit der Produktion gefordert. Hierfür muss die Wasserwirtschaft flexibler und vernetzter werden. Daran arbeiten im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt DynaWater 4.0 acht Partner aus Industrie und Forschung. Ziel von DynaWater 4.0 ist es, auf der Grundlage des Konzepts 'IndustrieWasser 4.0' Modelle und Cyber-physische Systeme (CPS), Sensornetze, Datenplattformen sowie Komponenten von industriellem Wassermanagement und industrieller Produktion miteinander zu vernetzen. Dies wird an konkreten Beispielen der Branchen Chemie, Stahl und Kosmetik demonstriert und bewertet. Dabei reicht der Grad der Vernetzung von der digitalen Verknüpfung von Prozessen innerhalb eines Unternehmens über den Standort bis zur Einbindung der kommunalen (Ab)Wasserwirtschaft. Zusätzlich wollen die Projektpartner zeigen, wie auch andere Branchen diese Ergebnisse verwerten können. So lässt sich die digitale Zusammenarbeit zwischen industriellem Wassermanagement und Produktion auf unterschiedlichen Ebenen beispielhaft darstellen. Außerdem sollen die entstehenden Optimierungspotentiale abgeschätzt werden. Innerhalb DynaWater 4.0 setzt EnviroChemie GmbH das Konzept 'IndustrieWasser 4.0' an den bewährten Industrieabwasseranlagen der Produktionsreihe Split-O-Mat® um. Zielsetzung ist die vollständige Integration von abwasserrelevanten Daten aus dem industriellen Produktionsprozess in die Steuerung eines bestehenden Split-O-Mat®. Eine sichere Übertragung von Daten aus der industriellen Produktion und der Industrieabwasseranlage erlaubt die Umsetzung des 'IndustrieWasser 4.0'-Konzepts. Die Daten fließen in einen 'digitalen Zwilling' ein, der die Prozesse im Split-O-Mat® abbilden soll. Daten des 'digitale Zwillings' sollen nach einer Validierungsphase direkt an die Steuerung des Split-O-Mat® übergeben und zur kontinuierlichen Betriebsoptimierung genutzt werden. EnviroChemie GmbH verspricht sich von der Entwicklung der sicheren Datenübertragung und dem 'digitalen Zwilling' mit den Partnern des Projekts 'DynaWater4.0' eine weitere Verbesserung des seit 40 Jahren bewährten Split-O-Mat®. Dieser Anlagentyp ist zur chemisch-physikalischen Behandlung von Industrieabwässern verschiedenster Branchen geeignet. Durch die in 'DynaWater4.0' angestrebten Optimierungen soll die in über 6.000 Split-O-Mat®-Anlagen weltweit erprobte Technologie weiter verfeinert werden, um z.B. den Chemikalieneinsatz noch weiter zu reduzieren. Gerade bei wechselndem Abwasseranfall bietet die zukünftige dynamische Fahrweise des Split-O-Mat® Potential für eine dauerhaft effizientere und effektivere Industrieabwasserbehandlung.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ARCUS Eletronic Design Services GmbH durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es, das NutriLab System, basierend auf den Ergebnissen des vorangegangenen Forschungs- und Entwicklungsprojektes 'NutriLab' (Förderkennzeichen 28181001/00215) bis zur Marktreife zu entwickeln.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Medizinische Fakultät, Innere Medizin V - Lehrstuhl für Pneumologie, Allergologie, Beatmungs- und Umweltmedizin durchgeführt. Die Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist eine Volkskrankheit und wird im Jahr 2020 die dritthäufigste Todesursache weltweit sein. Das Ziel von VISION ist die Gewinnung neuer Erkenntnisse über die COPD. Hierfür werden in vitro Untersuchungen im Lungen/Leber-Mikrofluidiksystem mit in silico Modellierungen unter Verwendung klinischer Daten kombiniert, wodurch Vorhersagen für die Situation im Menschen möglich werden. Im Lungen/Leber Mikrofluidik-3D-Modell werden in vitro Kultursysteme eines Lungen- und eines Leber-Moduls kombiniert, was die Untersuchung der Interaktion der Organsysteme erlaubt. Parallel wird ein in silico-Modell etabliert, das sowohl auf Patientendaten, als auch auf in vitro-Daten aus dem Fluidik-System beruht. Das Ziel ist die Entwicklung eines in vitro / in silico Systems, das Vorhersagen auf die klinische Situation erlaubt. Ein interdisziplinäres Team aus biomedizinischer Mikrosystemtechnik (Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik, IBMT), biologisch medizinischer Wissenschaft (Medizinische Klinik V, Universität des Saarlandes) und Klinischer Pharmazie (Universität des Saarlandes) wird ein neuartiges in vitro / in silico Lungenkrankheitsmodell (COPD) entwickeln.

TP 2: Algorithmen zur Bewertung von Altteilen anhand von statistischen Daten

Das Projekt "TP 2: Algorithmen zur Bewertung von Altteilen anhand von statistischen Daten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb, Fachgebiet Handhabungs- und Montagetechnik durchgeführt. Das Ziel des Projektes ist es, ein selbstlernendes System zu entwickeln, zur objektiven Identifikation und Zustandsbewertung von Altteilen, um durch Einsparen von Zeit und Kosten die Rücknahme sowie anschließende Behandlung von Altteilen bspw. für Hersteller attraktiver zu machen. Des Weiteren soll es den Qualitätsschwankungen durch die hohe Fluktuation der Mitarbeiter entgegenwirken, indem es den Werker in seiner Entscheidung unterstützt. Im Rahmen des Projektes wird ein Gerät entwickelt, welches mittels sensorbasierter Erfassung die Identifikation sowie darüber hinaus eine Befundung von Mängeln ermöglicht. Zudem soll ein Algorithmus erstellt werden, der die verfügbaren Informationen miteinander vergleicht und daraus Wahrscheinlichkeiten für Eingaben und Ereignisse ableitet. Der berechnete voraussichtliche Zustand des Altteils wird mit den Angaben des Werkers und den Informationen aus der sensorischen Erfassung verglichen. Bei Unstimmigkeiten werden ggf. zusätzliche Anweisungen ausgesprochen. Der Algorithmus soll zudem anhand der vorhandenen Daten Prognosen über zukünftige Lieferungen sowie Nachfrage nach den Altteilen treffen.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kompetenzzentrum Obstbau-Bodensee durchgeführt. In diesem Projekt soll das neuartige bewegliche Überdachungssystem EazyTop der Firma LOCK für den geschützten Freilandanbau von Kernobst auf seine Praxiseignung untersucht, final adaptiert sowie um einem an die Kulturen Apfel und Birne angepassten Regelmechanismus erweitert werden, welcher ein automatisiertes, App-gesteuertes Öffnen und Schließen der mobilen Überdachung ermöglicht. Parallel zur technischen Weiterentwicklung und Prüfung des Systems, sollen durch die wissenschaftliche Begleitung Daten zum Einfluss der temporären Überdachung auf das Auftreten unterschiedlicher Schaderreger, den Frostschutzeffektes sowie auf Wachstums-, Ertrags- und Qualitätsparameter an unterschiedlichen Apfel und Birnensorten erhoben werden. Finale Ziele des Systems EazyTop sind der weitestgehende Verzicht auf fungizide Pflanzenschutzmaßnahmen sowie die Erhöhung der Ertragssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit des heimischen Kernobstanbaus. Für die Durchführung der geplanten Arbeiten steht die bislang erste und einzige Pilotanlage mit dem System EazyTop in Deutschland zur Verfügung, welche in einer Versuchsanlage des KOB für Demonstrationszwecke installiert wurde. Die ca. 0,6 ha große Versuchsanlage wurde im Frühjahr 2019 mit den im Anbau und Handel relevanten Apfelsorten Elstar, Jonagold, Braeburn, Gala und Pinova sowie den Birnensorten Conference und Xenia neu aufgepflanzt. In den vorgesehenen Varianten EazyTop sowie in einer betriebsüblich behandelten Vergleichsvariante mit Hagelschutz, stehen jeweils 80 Bäume, aufgeteilt in jeweils vier randomisierte Wiederholungen, zur Verfügung. Beide Versuchsglieder können zudem mit einer Kontrollvariante ohne fungiziden Pflanzenschutzinput verglichen werden. Unterschiede im Verhalten der einzelnen Sorten können dadurch frühzeitig erkannt werden. Aussagen zum Einfluss der Überdachung sowie zum möglichen Einsparpotential an Pflanzenschutz sind damit sortenspezifisch für die derzeit marktrelevanten Apfel- und Birnensorten möglich.

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