Das Projekt "The Electron Drift Instrument for CLUSTER II (EDI)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik durchgeführt. Ziel des Vorhabens EDI ist die genaue Messung des elektrischen Feldes im Rahmen der CLUSTER II Mission. Daneben wird auch der lokale Magnetfeldgradient sowie der Betrag des Magnetfeldes selbst gemessen. Das Messverfahren beruht auf der Bestimmung der Driftgeschwindigkeit von Testelektronen, die von speziell entwickelten Elektronenkanonen emittiert werden. Bei Anwesenheit einer Drift kehren die Elektronen nur fuer ganz bestimmte Emissionsrichtungen zum Satelliten zurueck. Aus Emissionsrichtung und Flugzeit lassen sich dann elektrisches Feld, Magnetfeld und Magnetfeldgradient bestimmen. Die Messung der Flugzeit geschieht mittels Kodierung des Strahls und Korrelation der ankommenden Elektronen. Fuer die Nachfuehrung der Strahlrichtung sind verschiedene Methoden vorgesehen. Eine Kontrolleinheit mit leistungsfaehigem Rechner steuert die Messung. Die Instrumentierung wird in Zusammenarbeit mit drei Gruppen in den USA entwickelt. Dem MPE obliegt die Verantwortung fuer die Elektronenkanone samt Elektronik, die Spannungsversorgung der Detektoroptik, die Korrelatoren, die Fertigung der Kontrolleinheit, die Kontrollsoftware, sowie fuer Integration, Test und Missionsbetrieb.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deukum GmbH durchgeführt. Es soll untersucht werden, ob Mikroverunreinigungen im Trinkwasser mittels Elektrodialyse entfernt und aufkonzentriert werden können. Weiterhin soll die Adsorption von Mikroverunreinigungen auf den Membranen untersucht werden. Versuche sollen mit und ohne elektrischem Feld durchgeführt werden, um eine mögliche Adsorption der Mikroverunreinigungen zu untersuchen. Es soll weiterhin untersucht werden, inwiefern adsorbierte Bestandteile wieder von den Membranen entfernt werden können - Regeneration. Zuerst soll eine Methodik zur reproduzierbaren Versuchsdurchführung (Versuche mit verschiedenen Membranen) entwickelt werden. Anschließend erfolgt der Aufbau einer entsprechenden Versuchsanlage im Labormaßstab. Nach dem Aufbau der Versuchsanlage und der Beschaffung der verschiedenen Membranen (5 Membranpaarungen) sollen zunächst Versuche zur Elektrodialyse mit und ohne angelegtem elektrischen Feld durchgeführt werden. Nach Abschluss dieser Versuche soll untersucht werden, ob adsorbierte Komponenten mit oder ohne elektrischem Feld wieder von den Membranen gelöst werden können.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MARTIN Membrane Systems AG durchgeführt. Ziel des Projektes REMEMBER ist die Entwicklung einer neuartigen Dielektrophorese(DEP)-Membran zur Reduzierung von Fouling- und Scaling-Effekten während des Filterprozesses. Dazu sollen keramische oder polymere Membranoberflächen mittels Printingverfahren mit dünnen Leiterbahnen und Elektroden ausgestattet und anschließend durch einen innovativen Prozess mit einer Titanoxid-Beschichtung als Schutzschicht und Dielektrikum versehen werden. Zur Verbesserung der Membraneigenschaften soll weiterhin eine lokale Behandlung der funktionalisierten Membranoberfläche mittels Laser erfolgen. Alle Verfahren sollen inline unter Atmosphärendruck anwendbar sein, um dadurch kostengünstige Filter mit einer erhöhten Effizienz und Lebensdauer herstellen zu können. Die Funktionsweise der auf diesen innovativen Membranen basierenden Filtermodule wird zudem im Rahmen von praxisnahen Versuchen getestet. MMS wird in AP 1 Anforderungen an das Membranmaterial definieren und entsprechende Materialien aussuchen. In AP 2 untersucht MMS Methoden zur Kontaktierung der aufgetragenen DEP-Beschichtung und entwickelt entsprechende Werkzeuge. In AP 4 Fertigt die MMS Labormodule und führt entsprechende Labortests durch. In AP 5 arbeitet MMS an der Modellierung der Membranfiltration mit DEP mit. In AP 6 plant und baut MMS eine Pilotanlage und betreibt diese.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NB Technologies GmbH durchgeführt. Das Projekt befasst sich mit der Trinkwasseraufbereitung mittels Membran-Filtertechniken und Einsatz von Dielektrophorese (DEP). DEP zeigt vielversprechende Effekte zur Reduzierung von Fouling auf Membranoberflächen mit moderatem Energieeinsatz und geringen laufenden Kosten. Die Erzeugung eines elektrischen Feldes erfolgt durch eine aufeinander abgestimmte Anordnung von Elektroden zwischen den Membranschichten. Gegenstand des Vorhabens ist die Erzeugung der metallischen Elektroden auf den Membranen mittels Siebdrucktechniken als kostengünstige Technologie. Aufgrund der Anforderung an die Ortsauflösung sollen neuartige Siebe mit hoher Präzision und Verzugsfreiheit erstellt und zum Einsatz kommen. Die wesentlichen Schritte im Arbeitsplan sind: - Auswahl von Pasten, Auslegung der Parameter für Siebdrucksiebe - Erste Testdrucke auf Membrane für Filtereinheiten zur Erfassung der Ausgangssituation - Anpassung von Siebdruckträgern hinsichtlich der Kenngrößen; NBT plant metallfolienbasierte Träger zu verwenden; dazu werden verschiedene Designvariationen erstellt, Muster hergestellt und zu Testsieben verarbeitet; - Prüfung alternativer Druckträger, falls Konzept nicht zum Ziel führt; - In verschiedenen Iterationen werden die Testsiebe im Druck auf den Membranen überprüft; - Für die Demonstratorherstellung im Gesamtprojekt werden Muster der Membranen im Siebdruck mit Elektroden hergestellt.
Das Projekt "ARchitectured Ceramic for HIgh Voltage power Electronics" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für angewandte Wissenschaften Kempten, Labor für Elektronikintegration durchgeführt. ARCHIVE zielt darauf ab, eine bahnbrechende Aufbau- und Verbindungstechnologie für 20-kV Leistungshalbleitermodule zu demonstrieren. Derartige Module werden den Aufbau von Umrichtern für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) erheblich vereinfachen, da zum Erreichen der Hochspannung weniger Module in Reihe geschaltet werden. Dadurch sinken die Investitions- und Betriebskosten für HGÜ-Anlagen, was für eine weitere Verbreitung und damit eine bessere Integration von erneuerbaren Energien in die Versorgungsnetze förderlich ist. Das Projekt befasst sich sowohl mit der elektrischen Isolierung als auch mit dem Wärmemanagement. Bei der gegenwärtig verwendeten Technologie werden beiden Aspekte durch dasselbe Element definiert: das Keramiksubstrat. Dies führt zu einem Kompromiss zwischen thermischer Leistung und Spannungsfestigkeit. Wir schätzen, dass dieser Kompromiss zwischen 10 und 20 kV inakzeptabel wird, da zur Aufrechterhaltung der Spannung dickere Keramiksubstrate erforderlich sind, was die Wärmeabfuhr behindert. Die in ARCHIVE untersuchten technischen Lösungen basieren auf einem neuartigen, 3-dimensional strukturiertem Keramiksubstrat. Auf der Oberseite werden durch eine geeignete Topografie die lokalen Spitzen des elektrischen Felds eingeschränkt. Auf der Rückseite ist ein Kühler integriert, der mit einem elektrisch isolierendem Kühlmedium betrieben wird. Dadurch wird die Isolation auf die Keramik und die Kühlflüssigkeit verteilt. Dieser Ansatz wird in einem 20-kV Leistungsmodul demonstriert, da entsprechende Halbleiterbauteile in einigen Forschungslabors bereits verfügbar sind. Das Konzept kann jedoch auf viel höhere Spannungen erweitert werden, da zwischen Wärmeabfuhr und elektrischer Isolierung kein Kompromiss mehr besteht.
Das Projekt "Forschungscampus Elektrische Netze der Zukunft - Projekt 5: Risikoabschätzung und Bewertung der Netze der Zukunft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Uniklinik, Institut für Arbeits- und Sozialmedizin durchgeführt. In diesem Projekt P5 des Forschungscampus Elektrische Netze (FEN) der Zukunft werden die auftretenden und zukünftig zu erwartenden Feldemissionen bestimmt und anhand des aktuellen Kenntnisstandes die Wirkungen auf die menschliche Gesundheit und andere biologische Systeme bewertet. Darüber hinaus werden mit Hilfe eines Körpermodells die induzierten Ströme berechnet und die Wirkungen auf kardiale Implantate abgeschätzt. In Zukunft werden mehr Gleichspannungslösungen in der elektrischen Energieversorgung eingesetzt werden. Dies führt zu veränderten Feldbelastungen in elektrischen Anlagen, aber auch in der Nähe von elektrischen Leitungen. Durch die geplanten Stromnetze mit Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) im Rahmen des Netzausbaus ist grundsätzlich mit einem Anstieg statischer elektrischer und magnetischer Felder zu rechnen. Dieses Projekt P5 des Forschungscampus Elektrische Netze der Zukunft ist in drei Arbeitspakete unterteilt. Im ersten Schritt werden die Wirkungen statischer elektrischer und magnetischer Felder bewertet. Anschließend werden die Störbeeinflussungen durch diese Felder auf kardiale Implantate untersucht. Als letztes wird eine Risikoabschätzung der in P2 und P4 von FEN erarbeiteten Ergebnisse und Aufbauten in Bezug auf deren Feldemissionen durchgeführt. Grundsätzlich sind die Projekte im FEN stark miteinander verschränkt und die wissenschaftlichen Erkenntnisse werden laufend ausgetauscht.
Das Projekt "Entwicklung von Werkzeugen zur Diagnose und Therapie durch das Gentechnikverfahren 'Electric Field Pulse Techniques'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Biozentrum, Lehrstuhl für Biotechnologie durchgeführt. The ability to change the properties of cells by genetic engineering has led to the development of highly sensitive tools to detect genetic disorders on the cellular and membrane level. The conventional fusion and gene transfer techniques which largely use chemicals or inactivated virus are not always very efficient and are founded partially on an empirical basis. The development of electrical field pulse methods for in vitro cell fusion and for DNA transfer across biological membranes by the Institute of Biotechnology at the University Wuerzburg may well represent an interesting alternative to the conventional methods since they allow the processes of fusion and gene transfer to be monitored by optical means and to be controlled by precise techniques based on physical principles. The technique can be used in the detection and identification of chromosomal aberrations induced by mutagenic and clastogenic agents or by irradiation. Techniques such as electrostimulation and electro-rotation which were recently developed for growth stimulation of cultured cells and for recognition of membrane and cellular properties may offer a promising way to solve theses problems and requirements. Both the latter techniques are closely linked from an apparative and theoretical standpoint to electrofusion and electrotransfection. The electric field techniques are therefore expected, to allow the health care of the Egyptian people to be improved at relatively low cost. Cooperation between the Institute of Biotechnology, Wuerzburg and the Human Genetics Department of the University of Alexandria has been involved in public health services for a long time.
Das Projekt "Antifouling durch Schwachstromfelder" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Bremen, Labor für Schiffshydromechanik und Meerestechnik durchgeführt. Auf im Wasser befindlichen Körpern stellt sich nach kurzer Zeit ein Anwuchs ein. Dies gilt auch für Schiffe und bedeutet einen höheren Energieverbrauch durch Widerstandserhöhung. Mit z.T. umweltbelastenden Vorkehrungen wurde der Anwuchs ver-/behindert. Vorliegendes patentierte Verfahren (Fa. Jobeck) zielt darauf ab, Bewuchs durch ein den Körper von außen umhüllendes Schwachstromfeld zu verhindern. Es wird im Rahmen des gemeldeten Forschungsvorhabens untersucht und entwickelt.
Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und nachhaltige Technologie (UFT), Chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Ziel des Projektes REMEMBER ist die Entwicklung einer neuartigen Dielektrophorese(DEP)-Membran zur Reduzierung von Fouling- und Scaling-Effekten während des Filterprozesses. Dazu sollen keramische oder polymere Membranoberflächen mittels Printingverfahren mit dünnen Leiterbahnen und Elektroden ausgestattet und anschließend durch einen innovativen Prozess mit einer Titanoxid-Beschichtung als Schutzschicht und Dielektrikum versehen werden. Zur Verbesserung der Membraneigenschaften soll weiterhin eine lokale Behandlung der funktionalisierten Membranoberfläche mittels Laser erfolgen. Alle Verfahren sollen inline unter Atmosphärendruck anwendbar sein, um dadurch kostengünstige Filter mit einer erhöhten Effizienz und Lebensdauer herstellen zu können. Die Funktionsweise der auf diesen innovativen Membranen basierenden Filtermodule wird zudem im Rahmen von praxisnahen Versuchen getestet. Die Abteilung 'Chemische Verfahrenstechnik' des Zentrums für Umweltforschung und nachhaltige Technologien der Universität Bremen (UFT) erarbeitet die geometrische Elektrodenanordnung und die optimalen Betriebsparameter (Spannung und Frequenz des angelegten Feldes sowie die Vorlaufflussrate) der DEP Membranmodule. Wissenschaftlich soll untersucht werden, wie die Porenstruktur, die Geometrie und das Material der Membran den Gradienten des elektrischen Feldes beeinflussen. Die Ergebnisse aus der wissenschaftlichen Studie erschaffen einen Standard für die optimale Auswahl von maßgeschneiderten Elektrodengeometrien und Membranen. Dies ermöglicht eine Maximierung der DEP Kraft, was in einem minimal nötigen Energieeintrag zur Unterdrückung von Fouling resultiert. Darüber hinaus soll der Filtrationsprozess mit einer Intervallanwendung des elektrischen Feldes (gepulstes DEP) erweitert und optimiert werden, um so den Energieeintrag noch weiter zu senken.
Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung durchgeführt. Ziel des Projektes REMEMBER ist die Entwicklung einer neuartigen Dielektrophorese(DEP)-Membran zur Reduzierung von Fouling- und Scalingeffekten während des Filterprozesses von Wasser. Dazu sollen keramische oder polymere Membranoberflächen mittels Printingverfahren mit dünnen Leiterbahnen und Elektroden ausgestattet und anschließend durch einen innovativen Prozess mit einer Titanoxid-Beschichtung als Schutzschicht und Dielektrikum versehen werden. Zur Verbesserung der Membraneigenschaften kann weiterhin eine lokale Behandlung der funktionalisierten Membranoberfläche mittels Laser erfolgen. Alle Verfahren sollen inline unter Atmosphärendruck anwendbar sein, um dadurch kostengünstige Filter mit einer erhöhten Effizienz und Lebensdauer herstellen zu können. Die Funktionsweise der auf diesen innovativen Membranen basierenden Filtermodule wird zudem im Rahmen von praxisnahen Versuchen getestet. Im Einzelnen sollen im Rahmen des Projekts die folgenden Teilziele erarbeitet werden: - Auslegung von Elektrodengeometrien sowie Anpassung an die spezifische Anwendung - Erzeugung metallischer Elektroden mittels Siebdruck (Nano-Metallpartikeldispersion) - Entwicklung eines Beschichtungsverfahrens auf Basis eines atmosphärischen (plasma-gestützten) Gasphasenabscheidungsprozesses für die Erzeugung von TiOx-Schichten - Eignung einer UV-Laserbehandlung für die lokale Mikrostrukturierung der beschichteten Elektroden, Verdichtung der Beschichtung und Entschichtung auf der Membranoberfläche - Membrantest hinsichtlich der Anwendungsbereiche und Geometrien der Filtermodule - Festlegung von Spannungs- und Frequenzbereichen für einen optimalen Betriebspunkt - Aufbau von Filtermodulen und Filtersystemen basierend auf den neuartigen Membranen.
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