Das Projekt "AEL3D - Neuartige poröse 3D-Elektrodenmaterialien zur effizienteren alkalischen Wasserstoffelektrolyse, Teilprojekt: Zellbau und Systemtests" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Kraftwerkstechnik.Das F/E-Verbundvorhaben zielt auf das innovative Konzept, die Effizienz und Leistungsdichte (Raum-Zeit-Ausbeute) der alkalischen Elektrolyse durch ein gezieltes Gasblasenmanagement mittels neuartiger poröser dreidimensionaler Elektrodenmaterialien zu erhöhen. Speziell soll die effektive Stromdichte unter Berücksichtigung niedriger Überspannungen deutlich erhöht werden, indem der störende Einfluss der entstehenden Gase durch die poröse 3D-Elektrodenstruktur reduziert wird. Das Projekt AEL3D untergliedert sich in folgende Projektschritte: 1. die Einbringung elektrochemisch aktiver Katalysatormaterialien in ein poröses dreidimensionales metallisches Gerüst (Schaummatte oder Vlies) auf Eisen oder Nickelbasis und deren elektrochemische und strukturelle Charakterisierung, 2. erstmalige Untersuchungen einer Zweiphasenströmung (Gasblasen-Elektrolyt-Gemisch) durch eine solche rigide poröse 3D-Struktur mittels CFD-Simulationen und In-operando-Experimenten (Videosonde, Radiographie, Tomographie) sowie daraus abgeleitete Auslegungsvorschriften zum Zelldesign, 3. die Testung der neuartigen Elektrodenmaterialien und -strukturen in einem zweistufigen Prozess in einer 30bar-Einzelzelle sowie in einem alkalischen 60bar-Testelektrolyseur unter realen Betriebsbedingungen bei einer Elektrodenfläche von ca. 0,56 m2 sowie 4. die technisch-ökonomische Bewertung des neuen Elektrodenmaterials hinsichtlich seiner Tauglichkeit für den großtechnischen Einsatz.
Das Projekt "Transienten-Untersuchungen in der PKL-Versuchsanlage - PKL IIIi Systematische Untersuchungen zu T/H Phänomenen und Experimentelle Absicherung von Abfahrprozeduren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: AREVA GmbH.
Das Projekt "AEL3D - Neuartige poröse 3D-Elektrodenmaterialien zur effizienteren alkalischen Wasserstoffelektrolyse, Teilprojekt: Katalytische Beschichtungen und Gastransport in der Zweiphasenströmung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg.Das F/E-Verbundvorhaben zielt auf das innovative Konzept, die Effizienz und Leistungsdichte (Raum-Zeit-Ausbeute) der alkalischen Elektrolyse durch ein gezieltes Gasblasenmanagement mittels neuartiger poröser dreidimensionaler Elektrodenmaterialien zu erhöhen. Speziell soll die effektive Stromdichte unter Berücksichtigung niedriger Überspannungen deutlich erhöht werden, indem der störende Einfluss der entstehenden Gase durch die poröse 3D-Elektrodenstruktur reduziert wird Das Projekt AEL3D untergliedert sich in folgende Projektschritte: 1. die Einbringung elektrochemisch aktiver Katalysatormaterialien in ein poröses dreidimensionales metallisches Gerüst (Schaummatte oder Vlies) auf Eisen oder Nickelbasis und deren elektrochemische und strukturelle Charakterisierung, 2. erstmalige Untersuchungen einer Zweiphasenströmung (Gasblasen-Elektrolyt-Gemisch) durch eine solche rigide poröse 3D-Struktur mittels CFD-Simulationen und In-operando-Experimenten (Videosonde, Radiographie, Tomographie) sowie daraus abgeleitete Auslegungsvorschriften zum Zelldesign, 3. die Testung der neuartigen Elektrodenmaterialien und -strukturen in einem zweistufigen Prozess in einer 30bar-Einzelzelle sowie in einem alkalischen 60bar-Testelektrolyseur unter realen Betriebsbedingungen bei einer Elektrodenfläche von ca. 0,56 m2 sowie 4. die technisch-ökonomische Bewertung des neuen Elektrodenmaterials hinsichtlich seiner Tauglichkeit für den großtechnischen Einsatz.
Das Projekt "AEL3D - Neuartige poröse 3D-Elektrodenmaterialien zur effizienteren alkalischen Wasserstoffelektrolyse, Teilprojekt: Entwicklung und Charakterisierung Elektrodenmaterialien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Institutsteil Dresden.Im hier vorgeschlagenen F/E-Verbundvorhaben sollen neuartige poröse dreidimensionale Elektrodenmaterialien entwickelt, anwendungsbezogen charakterisiert und auf ihre Eignung als hocheffiziente und hochleistungsfähige Elektrodenwerkstoffe für die alkalische Elektrolyse praxisnah untersucht werden. Dabei soll neben der Erforschung der elektrokatalytischen und strömungstechnischen Eigenschaften dieser Werkstoffklasse auch die Entwicklung innovativer, durchströmbarer Elektrodenformen und Zellarchitekturen mit dem Ziel einbezogen werden, einerseits die effektiven Stromdichten unter Berücksichtigung niedriger Überspannungen deutlich zu erhöhen und andererseits durch gezielte Gasabfuhr durch die poröse Elektrodenstruktur hindurch die störenden Einflüsse der entstehenden Gase zu reduzieren, die üblicherweise im Zwischenraum zwischen traditioneller Flachelektrode und Membran bzw. Diaphragma auftreten. Das Projekt AEL3D untergliedert sich in folgende Projektschritte: 1. die Einbringung elektrochemisch aktiver Katalysatormaterialien in ein poröses dreidimensionales metallisches Gerüst (Schaummatte oder Vlies) auf Eisen oder Nickelbasis und deren elektrochemische und strukturelle Charakterisierung, 2. erstmalige Untersuchungen einer Zweiphasenströmung (Gasblasen-Elektrolyt-Gemisch) durch eine solche rigide poröse 3D-Struktur mittels CFD-Simulationen und In-operando-Experimenten (Videosonde, Radiographie, Tomographie) sowie daraus abgeleitete Auslegungsvorschriften zum Zelldesign, 3. die Testung der neuartigen Elektrodenmaterialien und -strukturen in einem zweistufigen Prozess in einer 30bar-Einzelzelle sowie in einem alkalischen 60bar-Testelektrolyseur unter realen Betriebsbedingungen bei einer Elektrodenfläche von ca. 0,56 m2 sowie 4. die technisch-ökonomische Bewertung des neuen Elektrodenmaterials hinsichtlich seiner Tauglichkeit für den großtechnischen Einsatz.
Das Projekt "AEL3D - Neuartige poröse 3D-Elektrodenmaterialien zur effizienteren alkalischen Wasserstoffelektrolyse, Teilprojekt: In-operando-Charakterisierung Gasentwicklung und Zweiphasenströmung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Institut für Werkstoffwissenschaften und -technologien, Fachgebiet Struktur und Eigenschaften von Materialien.Das F/E-Verbundvorhaben zielt auf das innovative Konzept, die Effizienz und Leistungsdichte (Raum-Zeit-Ausbeute) der alkalischen Elektrolyse durch ein gezieltes Gasblasenmanagement mittels neuartiger poröser dreidimensionaler Elektrodenmaterialien zu erhöhen. Speziell soll die effektive Stromdichte unter Berücksichtigung niedriger Überspannungen deutlich erhöht werden, indem der störende Einfluss der entstehenden Gase durch die poröse 3D-Elektrodenstruktur reduziert wird. Das Projekt AEL3D untergliedert sich in folgende Projektschritte: 1. die Einbringung elektrochemisch aktiver Katalysatormaterialien in ein poröses dreidimensionales metallisches Gerüst (Schaummatte oder Vlies) auf Eisen oder Nickelbasis und deren elektrochemische und strukturelle Charakterisierung, 2. erstmalige Untersuchungen einer Zweiphasenströmung (Gasblasen-Elektrolyt-Gemisch) durch eine solche rigide poröse 3D-Struktur mittels CFD-Simulationen und In-operando-Experimenten (Videosonde, Radiographie, Tomographie) sowie daraus abgeleitete Auslegungsvorschriften zum Zelldesign, 3. die Testung der neuartigen Elektrodenmaterialien und -strukturen in einem zweistufigen Prozess in einer 30bar-Einzelzelle sowie in einem alkalischen 60bar-Testelektrolyseur unter realen Betriebsbedingungen bei einer Elektrodenfläche von ca. 0,56 m2 sowie 4. die technisch-ökonomische Bewertung des neuen Elektrodenmaterials hinsichtlich seiner Tauglichkeit für den großtechnischen Einsatz.
Das Projekt "Zweite Phase der Entwicklung eines umweltschonenden und effizienten Verfahrens zur Entwässerung oberflächennaher Lockergesteine mittels verlaufsgesteuert hergestellter Filterbrunnen (Abschnitt 1 + 2)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: IBGW - Ingenieurbüro für Grundwasser GmbH.Im Rahmen vieler Berg- und Tiefbauvorhaben, die im Tagebau und in offenen Baugruben realisiert werden, müssen Gebirgsschichten zunächst entwässert werden, um die Abbaggerung, den Transport der Massen und die Verkippung zu ermöglichen. Diese Entwässerung erfolgt heute vorwiegend über Vertikalfilterbrunnen. Da besonders in geringmächtigen Grundwasserleitern die durch einen Einzelbrunnen lösbare Wassermenge begrenzt ist und Vertikalfilterbrunnen mit einer Flächeninanspruchnahme direkt über dem Ort der Wasserfassung einhergehen, finden die Möglichkeiten der horizontalen Entwässerung unter Nutzung der verlaufsgesteuerten Horizontalbohrtechnik ein steigendes Interesse. Es besteht ein hohes Potential, durch den Einsatz weniger verlaufsgesteuerter Horizontalfilterbrunnen die Entwässerungsleistung vieler Vertikalfilterbrunnen zu erreichen, einhergehend mit wesentlichen Reduzierungen im Material- und Energieeinsatz, Flächenverbrauch sowie einer Schonung der Grundwasserressourcen. Daher beschäftigte sich bereits die erste Projektphase mit Fragen der Anströmung zu verlaufsgesteuerten Filterbrunnen. Aufbauend auf diesen Ergebnissen werden in der zweiten Projektphase Fragen der hydraulischen Wirkung der Elemente geklärt, Betrachtungen zur Umweltrelevanz sowie zur wirtschaftlichen Vorteilhaftigkeit untersucht und die Übertragung der Ergebnisse auf den Betriebsmaßstab betrachtet. Durch numerische Modellierungen und Technikumsversuche wird die Bedeutung der Berücksichtigung der Zweiphasenströmung (Luft-Wasser) im Vorhaben überprüft. In Abhängigkeit vom Resultat werden die Erkenntnisse für die Nutzung in einem auf der Einphasenströmung basierenden Modellsystem von praktischer Relevanz beispielhaft aufbereitet und umgesetzt. Ebenfalls werden die Möglichkeiten, die sich bei Entwässerungsszenarien mit mehreren Grundwasserleitern aus Kombinationen von vertikalen Sickerbrunnen und verlaufsgesteuerten Horizontalfilterbrunnen ergeben, untersucht. Die Praxisrelevanz des untersuchten Verfahrens soll mit einem im Betriebsmaßstab durchzuführenden Feldversuch belegt werden. Die Versuche werden durch numerische Modellierungen begleitet und modellgestützt durchgeführt. Die diesbezüglichen Untersuchungen sind gleichzeitig Bestandteil der generellen Arbeiten an der Herausstellung der wirtschaftlichen und umweltbezogenen verfahrensimmanenten Effekte.
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