Applied Cybersecurity & Internet Governance Repository
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Individueller Schlussbericht zum Verbundprojekt GroKuBat
No full textAluminium ist heute Standardmaterial für Batteriegehäuse, bietet gute Eigenschaften, ist jedoch ökologisch belastend. Die Lebenszyklusanalyse (LCA) nach ISO 14040/44 ist etablierte Methode zur Umweltbewertung. Ergänzend wurde das Life Cycle Gap Assessment (LCGA) genutzt. Ziel war die Entwicklung eines Kunststoff-Batteriegehäuses für E-Fahrzeuge und dessen Bewertung im Vergleich zur Aluminiumvariante – mit Fokus auf CO₂-Reduktion und Kreislauffähigkeit. Durchgeführt wurde eine LCA mit Datenerhebung aus CAD-Modellen, Messungen und Simulationen. Es wurden Herstellung, Nutzung und Lebensende betrachtet. Das LCGA analysierte zusätzlich die Rückführbarkeit der Materialien. Die Kunststofflösung senkt CO₂-Emissionen um 73 % (Herstellung) und 63 % (Nutzung). Die Recyclingquote ist etwas geringer, dennoch ist die Gesamtbilanz mit 444 kg CO₂eq deutlich besser als Aluminium mit 585 kg. Das neue Gehäuse bietet eine klare ökologische Verbesserung. Es ist für die Großserie geeignet und kann künftig zur Entwicklung nachhaltiger Fahrzeugkomponenten beitragen
WindsurfAce Abschlussbericht
No full textEntwicklung eines Messsystem zu automatischen Erfassung von Oberflächenungänzen, Entwicklung eines Bewertungs-Algorithmus auf Basis lernender Systeme (z.B. neuronale Netze, Random- Forest etc.)
Implementierung des Messsystem in den Fertigungsprozess von Gründungsstrukturen.
Ermittlung eines über Klassifizierung P2/P3 hinausgehenden Bewertungsmaßstabes für den Einfluss der relevanten Oberflächenzustände auf den Korrosionsschutz.
Etablierung dieser neuen Technologien aus dem Kontext Industrie 4.0 für den maritimen Stahlbau im Sinne einer Pionierleistung. Eliminierung von zeitlichen Unsicherheiten im Fertigungsprozess als Voraussetzung für eine effiziente Serienfertigung, Minimierung von Produktionsausfällen.
Erhalt der Lebensdauer von Offshore- Windenergieanlagen durch Fehlerminimierung im Korrosionsschutz.
Zugang hochspezifischer Technologieanbieter, vornehmlich KMU, zum maritimen Stahlbaumarkt. Erarbeitung von Alleinstellungsmerkmalen am Standort Deutschland für den zukünftigen Technologie- Export
Schlussbericht zum Vorhaben
No full textGesamtziel dieses Vorhabens war die Selektion und die wirtschaftliche Nutzung einer Gemeinschaft von Mikroorganismen (AMMOFIT), die unter hohen Ammoniumgehalten eine effiziente Biogasbildung vollziehen und als Konzentrat sowohl zur Animpfung als auch zur Wiederherstellung einer gestörten Biogasbildung aus stickstoffreichen Substraten eingesetzt werden kann. Im Rahmen des Vorhabens wurde die Adaptationsfähigkeit der Mikroorganismen an erhöhte Ammonium-N Konzentrationen genutzt, um ein Verfahren zu entwickeln, das eine stabile Biogasproduktion aus Substraten mit hohen Stickstofffrachten gewährleistet. Dabei wurde im Gegensatz zu bisherigen Verfahren nicht der Fermenterinhalt behandelt bzw. das Ammonium entfernt , sondern die Gemeinschaft der Mikroorganismen optimal an die Milieubedingungen angepasst. Da die Biogasbildung eine Gemeinschaftsleistung verschiedenster Mikroorganismen ist, wurden keine einzelnen Mikroorganismenarten selektiert, sondern eine in ihrer funktionellen Gesamtheit optimierte Gemeinschaft.
Im ersten Schritt des Vorhabens (AMMOFIT) wurde gezielt eine mikrobielle Gemeinschaft (AMMOFIT-Konzentrat) angereichert werden, die eine hohe Stickstoffverträglichkeit aufweist und sich durch eine stabile Biogasproduktion auszeichnet. Gleichzeitig sollte ein Verfahren zur gezielten Kultivierung dieser Gemeinschaft entwickelt werden, um sie stetig zu bevorraten und bei Bedarf die Vermehrung dieser Gemeinschaft in großen Volumina zu ermöglichen. Ziel war die Entwicklung des AMMOFIT-Konzentrates als Produkt zur Adaption von Biogasanlagen an hohe Ammoniumgehalte.
Mit Hilfe von Anreicherung mit Gärrest und Fütterung mit einer Lösung aus Propionsäure, Buttersäure, Milchsäure und Ameisensäure konnte aus Fermenterinhalt einer landwirtschaftlichen Biogasanlage ein erstes Starterkonzentrat für den Start von Biogasprozessen hergestellt werden, die bei einer Ammoniumkonzentration von 7000-8000 mg NH4-N/l betrieben werden sollen. Dies konnte den Start eines Biogasprozesses mit einem Substrat mit 20 000 mg NH4-N/l und den anschließenden Betrieb bei 7000-8000 mg NH4-N/l verbessern, so dass die spezifische Methanrate der Fermenter mit Zusatz zeitweise 40 % höher war als die der Fermenter ohne Zusatz
Sachbericht zum Verwendungsnachweis
No full text1. Ursprüngliche Aufgabenstellung: Die Aufgaben des IFW Dresden umfassten die Arbeitspakete 3.1 und 3.2 der Gesamtprojekt-beschreibung. Im AP 3.1 wurde die Grenzfläche zwischen Natrium und dem Festkörperelekt-rolyten betrachtet. Der Zusammenhang zwischen Oberflächeneigenschaften des Festkörper-elektrolyten und Ausbildung von Grenzflächen in elektrochemischen Zellen wurde dabei ge-nauer analysiert.
Im AP 3.2 sollten gezielt Schutzschichten entwickelt werden, die die Oberfläche des Natriums und/oder Festkörperelektrolyten schützen. Insbesondere die Dendritenbildung in den Festkör-perelektrolyten sollte dabei berücksichtigt werden.
2. Ablauf des Vorhabens: Geeignete Schutzschichten für metallisches Natrium wurden hauptsächlich im ersten Jahr entwickelt. Diese Schutzschichten wurden zuerst in flüssigen Elektrolyten getestet. Zusätzlich wurde die Oberfläche des Festkörperelektrolyten genauer analysiert. Eine Änderung im Pro-jektverlauf ergab sich, als herausgefunden wurde, dass der Festkörperelektrolyt an der Ober-fläche mehrphasig ist. In Folge lag ein Hauptaugenmerk auf den ermittelten Phasen und de-ren Interaktion mit Natrium. Im zweiten Projektjahr beginnend wurde dafür intensiv mit der TU Darmstadt zusammengearbeitet. Die durchgeführten Simulationen waren eine gute Ergän-zung und gaben neuen Input für durchzuführende Versuche. Diese Zusammenarbeit und der stete Austausch erfolgten bis zum Projektende. Im dritten Projektjahr konnten dann, in Teilen, die degenerativen Prozesse innerhalb des Festkörperelektrolyten aufgeklärt werden.
3. Wesentliche Ergebnisse: Während der Untersuchungen zum AP 3.1. zeigte sich, dass der Festkörperelektrolyt in dem Oberflächenbereich (ca. 1 µm) nicht einphasig ist und mindestens aus vier verschiedenen Phasen besteht. Neben beiden NaSICON-Phasen mit gezielter Stöchiometrie (rhomboedrisch und monoklin) finden sich auch die Silizium- und Phosphor-freie NaSICON-Phasen im ober-flächennahen Bereich. Diese wiederum sind in mindestens eine glasartige Phase eingebun-den. Einer dieser Phasen ist dabei während der elektrochemischen Tests nicht stabil gegen metallisches Natrium. Dies äußert sich durch nachweisbare Bildung von Na3P, was möglich-erweise zu Zellkurzschlüssen führt.
In Folge zeigt sich auch, dass sich bereits durch Anlegen einer nicht allzu großen Spannung (1-2 V) an das Festkörperelektrolyt-Pellet (ohne aufgetragenes Natrium) metallisches Natrium aus dem Festkörperelektrolyten abscheidet. Simulationen, welche am IFW durchgeführt wur-den, haben ergeben, dass dies auf die Auftrennung von Ladungen im elektrischen Feld an den Zr-O Oktaedern und P-O Tetraedern zurückzuführen ist. Es bilden sich durch diese Auf-trennung Bereiche größerer positiver und negativer Ladung um die Zr- und P-haltigen Zentren aus. Na-Kationen können dann insbesondere zu den am Zr-Zentrum vorherrschenden negati-ven Ladungsschwerpunkten diffundieren und sich dort metallisch abscheiden.
Aus dem AP 3.2 konnte eine stabile Passivierung von metallischem Natrium mittels einer NaOH-Beschichtung entwickelt werden. Dazu muss metallisches Natrium lediglich für einige Sekunden an Luft gebracht werden. Der so ausgebildete Film schützt das metallischen in Vollzellen mit einer Na-Schichtoxydkathode für ca. 500 Zyklen (80 % der ursprünglichen Ka-pazität) und ermöglicht ein Zyklieren ohne Dendritenbildung.
Eine Übertragung dieser Passivierung auf die Verwendung an Festkörperelektrolyten zeigte sich allerdings erschwert, da eine gute und gleichmäßige Kontaktierung zwischen der Passi-vierungsschicht und dem Festkörperelektrolyten nicht herzustellen war. Allerdings zeigte sich, dass eine prinzipielle Passivierung mit Na-P-O-Verbindungen möglich und auch vielverspre-chend ist
Schlussbericht
No full textDas vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie Phase 2 (NIP II) geförderte Projekt "KION HyPower 48V" hatte das Ziel, ein europäisches 48V-Brennstoffzellensystem für Gegengewichts- und Schubmaststapler bis 2t zur Serienreife (TRL 8) zu entwickeln. Damit sollte die Marktdurchdringung von Flurförderzeugen mit Brennstoffzellenantrieb (FFZ mit BZ-Antrieb) gefördert und ein starker europäischer Anbieter etabliert werden.
Bisherige Brennstoffzellensysteme wiesen Schwachstellen wie hohe Kosten, begrenzte Lebensdauer und Anfälligkeit auf. Der Markt wurde von außereuropäischen Anbietern dominiert. Die Linde Material Handling GmbH (im Folgenden Linde MH), als Unternehmen der KION Group AG, konnte auf eigene Vorerfahrungen aus Förderprojekten wie H2Intradrive, FFZ70 und HyPower 24V zurückgreifen, in denen die Applikation von Brennstoffzellensystemen in Flurförderzeugen und die damit verbundenen Herausforderungen (z.B. Infrastruktur, wirtschaftliche Rahmenbedingungen) untersucht wurden