Clausthal University of Technology
Publikationsserver der Technischen Universität ClausthalNot a member yet
3596 research outputs found
Sort by
Statusuntersuchung der chinesischen Elektro-Altfahrzeugrücknahme & -verwertung und Vorschlag zur Gestaltung geeigneter Strukturen und Technologien in der VR China
Full text linkDie vorliegende Dissertation analysiert systematisch die Herausforderungen und Entwicklungspotenziale der chinesischen Elektro-Altfahrzeugrücknahme und -verwertung vor dem Hintergrund dynamischer Marktentwicklungen, regulatorischer Fortschritte und technologischer Innovationen. Kernbefunde zeigen, dass das bestehende System durch Fragmentierung informeller Rücknahmekanäle, intransparente Materialströme sowie technologische und qualifikatorische Defizite in der Demontage geprägt ist. Die regulatorische Evolution, insbesondere die Einführung der erweiterten Herstellerverantwortung (EPR) und die zunehmende Marktliberalisierung, schafft zwar neue Rahmenbedingungen, bleibt jedoch in der operativen Umsetzung lückenhaft. Die Analyse der Verwertungskette offenbart Ineffizienzen bei der Rücknutzung strategischer Rohstoffe wie Lithium, Kobalt und Seltener Erden, verstärkt durch heterogene Batteriedesigns und Informationsdefizite. Basierend auf einer systemtheoretischen Synthese werden vier prioritäre Handlungsvorschläge entwickelt: die Etablierung digitaler Rücknahmeplattformen, die Schaffung zentralisierter Informationsdatenbanken, die vertikale Integration von Fahrzeugherstellern in die Kreislaufwirtschaft sowie der Einsatz KI-gestützter Technologien zur Prozessoptimierung. Eine multikriterielle Bewertung priorisiert die Umsetzung dieser Handlungsvorschläge in einem stufenweisen Phasenplan, der Marktkonsolidierung, Ressourceneffizienz und die Transformation hin zu einer prädiktiven Kreislaufwirtschaft fördert. Die Arbeit unterstreicht Chinas Rolle als globaler Vorreiter der Elektromobilität, betont jedoch die Dringlichkeit, systemische Schwächen durch politisch-technologische Synergien zu überwinden, um langfristige Wettbewerbsfähigkeit und Nachhaltigkeit zu sichern
Entwicklung und Validierung eines digitalen Zwillings in der Lyophilisation: Prozessentwicklung, -optimierung und Übergang zum autonomen Betrieb
Full text linkLyophilisation, auch als Gefriertrocknung bekannt, ist ein schonendes Trocknungsverfahren, das sich besonders für temperaturempfindliche Produkte eignet. Trotz der häufigen Anwendung werden Prozesse durch Trial-and-Error und Erfahrungswerte entwickelt, was zu ineffizienten Abläufen, langen Trocknungszeiten und starren Prozessen führt. Ein Paradigmenwechsel zu regulatorisch geforderten Methoden, die Risikobewertung und Prozessverständnis einbeziehen, ist notwendig, um beschleunigte Prozessentwicklung und fortgeschrittene Prozesskontrolle zu ermöglichen. In dieser Arbeit wurde ein digitaler Zwilling für die Prozessentwicklung, -optimierung und -steuerung validiert. Zwei physiko-chemische Modelle wurden entwickelt, mithilfe eines Modellvalidierungsablaufes datenbasiert validiert und anschließend zur modellbasierten Prozessoptimierung verwendet. Das Sorptions-Sublimations Modell weist eine höhere Genauigkeit und Präzision bei der Vorhersage auf. Die Abweichung zwischen Experiment und Simulation konnte auf 3 % reduziert werden, im Vergleich zu 31,8 % beim pseudo-stationären Modell. Prozessanalysetechniken wie kontrollierte Nukleation, komparative Druckmessung, manometrische Temperaturmessung und das Eislineal werden eingesetzt, um kritische Prozessparameter (Nukleationstemperatur, Sublimationsrate und den Primärtrocknungsendpunkt) zu messen und die Adaption des digitalen Zwillings an die Prozessrealität zu ermöglichen. Durch die Anwendung des digitalen Zwillings wird der Arbeitsaufwand für die Entwicklung optimierter und robuster Primärtrocknungsbedingungen von mehreren Wochen auf 14 Tage reduziert, wobei nur geringe Mengen an Produktlösung verbraucht werden. Der digitale Zwilling ermöglicht eine Produktivitätssteigerung bis zu 300 % unter Beibehaltung eines sicheren Prozesses, was zu einer Kosten- und Erwärmungspotentialverringerung von 60 – 75 % bzw. 49 – 64 % führt. Abschließend werden die Ergebnisse zu einem Prozessentwicklungskonzept zusammengefasst, dass alle Schritte von der initialen Prozessentwicklung bis zur Prozessoptimierung und -steuerung umfasst.Lyophilization, also known as freeze-drying, is a gentle drying process that is particularly suitable for temperature-sensitive products. Despite its widespread use, processes are often developed through trial and error and empirical knowledge, leading to inefficient workflows, long drying times, and rigid processes. A paradigm shift toward regulatory-required methodologies that incorporate risk assessment and process understanding is necessary to enable accelerated process development and advanced process control. In this work, a digital twin for process development, optimization, and control was validated. Two physico-chemical models were developed, data-driven validated using a model validation workflow, and subsequently applied to model-based process optimization. The sorption–sublimation model demonstrates higher accuracy and precision in prediction. The deviation between experiment and simulation was reduced to 3%, compared to 31.8% for the pseudo-stationary model. Process analytical technologies such as controlled nucleation, comparative pressure measurement, manometric temperature measurement, and the ice ruler are employed to measure critical process parameters (nucleation temperature, sublimation rate, and the primary drying endpoint) and to enable adaptation of the digital twin to process reality. Through the application of the digital twin, the workload required to develop optimized and robust primary drying conditions is reduced from several weeks to 14 days, while consuming only small amounts of product solution. The digital twin enables productivity increases of up to 300% while maintaining a safe process, resulting in reductions in costs and global warming potential of 60–75% and 49–64%, respectively. Finally, the results are consolidated into a process development concept that encompasses all steps from initial process development to process optimization and control
Methods for enhancing user satisfaction in ride-sharing
Full text linkIndividual car transport significantly contributes to both emissions and traffic congestion. Ride-sharing is a promising alternative that improves road utilization— without requiring costly infrastructure investments such as new metro lines. However, ride-sharing services still lack user popularity. In this thesis, we identify and address three key opportunities to enhance user satisfaction in ride-sharing. First, we show that in ride-sharing systems— particularly in those powered by deep reinforcement learning—complex user preferences beyond cost and waiting time have largely been overlooked. Through a survey, we provide a comprehensive ranking of 41 user preferences, including analyses of demographic groups (e.g., for younger people), and reveal a mismatch between preferences human users consider important and those explored in prior literature. Second, we argue that neural networks are prevalent in ride-sharing applications and identify optimization potential in both the neural network types and input feature spaces used. Our experiments on two core tasks—demand prediction and time of arrival estimation—demonstrate that suboptimal design choices in current approaches can degrade the quality of ride opportunities provided to users, and thus impact their experience. Third, we highlight the opacity introduced by neural networks in ride-sharing. To address this, we introduce two novel methods—ADESSE and EVINAM—that contribute to explain ride opportunities to users. Both approaches outperform baselines—shown via a user study and several computational experiments—and their applicability extends beyond ride-sharing to other neural network applications. Although we addressed the three research gaps identified, further work is needed to integrate our contributions into a unified, user-facing ride-sharing framework. Additionally, future research could explore variants of explanation techniques using large language models to replace human participants in pre-studies within this relatively low-stakes domain of ride-sharing. By advancing user-centered ridesharing solutions, our work contributes to making ride-sharing more appealing, thereby indirectly supporting the reduction of emissions and traffic in the transportation sector
A microfocus study on basic-oxygen-furnace slag thin sections to understand the principles of vanadium incorporation
Full text linkVanadium in basic-oxygen-furnace (BOF) slags is particularly interesting regarding the recovery of this element, which has been further strengthened by its inclusion in the list of critical raw materials by the European Union in 2017. As BOF slags can have a significant vanadium content, they continue to be a promising secondary vanadium source. Therefore, the binding mechanisms of vanadium in the respective slag minerals must be fundamentally understood to adapt a recovery process, which enables a sufficient yield and is environmentally friendly and resource-saving. This study presents a synchrotron chemical-imaging investigation based on a combined micro X-ray fluorescence, micro X-ray diffraction and micro X-ray absorption near-edge structure analysis, enabling new insights into vanadium incorporation in BOF slags. In contrast to the previously assumed incorporation of vanadium directly into the calcium silicates, it was shown that vanadium accumulates in their boundary regions as tetrahedral V5+ in a structure deviating from calcium silicates. This structure is most likely a poorly crystalline residuum consisting mainly of calcium, silicon and vanadium (and oxygen) but shows no evidence of a glass phase. Additionally, vanadium occurs as octahedral V4+ in calcium ferrites and as tetrahedral V5+ in very small quantities directly in the calcium silicates. The significant enrichment of vanadium in the boundary regions of calcium silicates together with the high oxidations states, resulting in high mobility, can be regarded as advantageous for future recycling strategies
Vereinfachtes Funkauslesen von Faser-Bragg-Gittern in der Sensorik
Full text linkDie Bedeutung faseroptischer Sensoren nimmt stetig zu, das gilt auch für Faser-Bragg-Gitter (FBG)-Sensoren. Sie sind thermisch und chemisch sehr widerstandsfähig, sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Einflüssen und haben im Vergleich zu konventioneller Sensorik das Alleinstellungsmerkmal, dass das Sensorsignal mit geringen Auswirkungen auf die Signalqualität ohne zusätzliche Vorrichtungen über weite Distanzen übertragen werden kann. Gleichzeitig gewinnen Sensornetzwerke immer mehr Relevanz in verschiedenen Bereichen. Darunter fällt die Strukturüberwachung von Bauwerken wie Untertagebauten, großen Gebäuden und Energieanlagen. Gerade in solchen Applikationen werden FBG-Sensoren eingesetzt und ihr drahtloses Auslesen kann hilfreich sein, um den Verkabelungsaufwand signifikant zu senken. Auch in der Biomedizintechnik werden in jüngerer Zeit Anwendungsfälle für FBG-Sensornetzwerke wie beispielsweise die Überwachung von Biosignalen erforscht, für die eine Funkauslesung klinisch maßgeblich sein kann. Der Stand der Technik zum drahtlosen Auslesen von FBG-Sensoren implementiert überwiegend eine digitale Sensordaten- Übertragung. Daraus ergibt sich die Voraussetzung einer technisch aufwendig gestalteten Sensoreinheit, welche insbesondere in Sensornetzwerken mit vielen Messstellen einen hohen Grad an Redundanz mit sich bringt. Zudem sind auch die konventionellen Auswertesysteme für FBG-Sensoren selbst technisch anspruchsvoll, ganz unabhängig von der Art der Datenübertragung. Diese Tatsache wirkt sich ebenfalls negativ auf die Wirtschaftlichkeit der Gesamtsysteme und außerdem auf den erreichbaren Integrationsgrad der Sensoreinheiten aus. Aus den genannten Gründen ergibt sich die Fragestellung nach einer alternativen Methode zum drahtlosen Auslesen von FBG-Sensoren, welche den Anlass für diese Dissertation gibt. Der hier präsentierte Lösungsansatz untergliedert sich in zwei wesentliche Aspekte. Zum Einen wird ein neuartiges Auswerteprinzip f¨ur FBG-Sensoren vorgeschlagen, welches auf dem Einführen einer Amplitudenmodulation des optischen Signals zur Sensoranregung aufbaut und die Sensorinformation in der Phase dieses Signals codiert. Zum Anderen wird das modulierte und vom Sensor ver¨anderte optische Signal in einer vereinfachten Sensoreinheit ohne komplexes optisches Instrumentarium opto-elektrisch gewandelt und ohne vorherige Digitalisierung als Funksignal abgestrahlt. Da das Sensorsignal also analog ¨ubertragen wird, ist die Phasencodierung der Sensorwerte essenziell f¨ur eine gegen St¨orungen auf dem Funkkanal unempfindliche Übertragung. Die Auswirkungen der Amplitudenmodulation des optischen Signals auf das Sensorverhalten werden theoretisch untersucht und die Prognosen auf Grundlage der Modellierung mit den Ergebnissen einer experimentellen Erprobung des selbst entwickelten und aufgebauten Gesamtsystems überprüft. Schließlich wird eine Analyse der Rauscheinflüsse durchgeführt, welche die Erkenntnisse aus den Versuchsmessungen stützen. Damit kann gezeigt werden, dass das Ziel einer technisch vereinfachten Funkauslesung von FBG-Sensoren erreicht wurde. Außerdem ist es mit der Phasencodierung der Sensorwerte gelungen, das Gesamtsystem robust gegenüber Störungen auf dem Funkkanal zu entwerfen. Im Vergleich zur Auswertung der Signalamplitude, welche auf einen konventionellen Ansatz zurückzuführen ist, besitzt die Auswertung der Phase im untersuchten Aufbau ein um 26 dB besseres Signal-Rausch-Verhältnis.The significance of fiber optic sensors is constantly increasing, which also applies to fiber Bragg grating (FBG) sensors. Among other benefits, they are thermally and chemically resilient and insensitive to electromagnetic influences. Furthermore, compared to conventional sensor technology, FBG sensors have the unique selling point that the sensor signal can be transmitted over long distances without additional components with little impact on the signal quality. At the same time, sensor networks are becoming increasingly relevant in various areas. This includes structural monitoring of e. g. underground mining facilities, large buildings and energy plants. FBG sensors are used in such applications in particular and their wireless read-out can help to significantly reduce cabling efforts. Recently, applications for FBG sensor networks have also been researched in biomedical engineering, such as the monitoring of biosignals, for which wireless read-out can be clinically relevant. The state of the art for wireless read-out of FBG sensors predominantly implements digital sensor data transmission. This results in the requirement for a technically complex sensor unit, which entails a high degree of redundancy, especially in sensor networks with many measuring locations. In addition, the conventional evaluation systems for FBG sensors themselves are technically demanding, regardless of the type of data transmission. This fact also has a negative impact on the costeffectiveness of the overall systems and also on the achievable level of integration of the sensor units. For these reasons, the question of an alternative method for wireless read-out of FBG sensors arises, which is the reason for this dissertation. The solution approach presented here is divided into two main aspects. Firstly, a novel evaluation principle for FBG sensors is proposed. It is based on the introduction of an amplitude modulation of the optical signal for sensor interrogation and encodes the sensor information in the phase of this signal. Secondly, the modulated optical signal modified by the sensor is opto-electrically converted in a simplified sensor unit without complex optical instruments and emitted as a radio signal without prior digitization. As the sensor signal is therefore transmitted in analog form, the phase encoding of the sensor values is essential for a transmission that is insensitive to interference on the radio channel. The effects of the amplitude modulation of the optical signal on the sensor behavior are examined theoretically. Also, the predictions based on the modeling are checked against the results of an experimental test of the overall system, which was developed and built in-house. Finally, an analysis of the noise influences is carried out, which supports the findings from the experimental measurements. It can thus be shown that the goal of a technically simplified wireless read-out of FBG sensors has been achieved. In addition, the phase encoding of the sensor values has made it possible to design the overall system to be robust against interference on the radio channel. Compared to the evaluation of the signal amplitude, which is based on a conventional approach, the evaluation of the phase has a 26 dB superior signal-to-noise ratio in the investigated setup
Impedimetrische Charakterisierung elektrochemischer Prozesse in Elektroden der Hochtemperaturbrennstoffzelle (SOFC) und Pt-haltigen Elektroden für Sauerstoffsensoren
Full text linkVorliegende Arbeit befasst sich mit der Aufklärung der Reaktionsmechanismen an den Elektroden, welche in Hochtemperaturbrennstoffzelle und in Sauerstoffsensoren ihre Anwendung finden. Die elektrochemischen Vorgänge in diesen Elektroden lassen sich durch die Oxidation/Reduktion der gasförmigen Spezies auf der elektrochemisch aktiven Oberfläche und deren Transport zur Grenzfläche Elektrode/Elektrolyt erklären. Die Werkstoffeigenschaften, welche für die quantitative Beschreibung der elektrochemischen Prozesse erforderlich sind, umfassen Oberflächenaustauschrate und Diffusion-getriebene Leitung auf der Oberfläche oder im Volumen des Materials. Beide Kenngrößen wurden für die in Betracht gezogene Materialien (LSM82, Platin, LSCF6482, Nickel, GDC, 8YSZ) in der Literatur über mehrere Dekaden untersucht. Auf der Basis der Analyse der Literaturdaten wurde gezeigt, dass die Betrachtung der Bulkdiffusion über Diffusion von Leerstellen im Material das Verständnis für Ionenleitung vereinfacht, da diese Spezies leicht in die benachbarten Positionen springen können (Leerstellen sind in lokaler Umgebung mit ausreichend besetzten Sauerstoffionen-Positionen umgeben) und die Bewegung der Leerstellen im Gitter mit dem thermodynamischen Faktor von 1 beschrieben werden kann. Aus einer umfangreichen, detaillierten und kritischen Analyse des Standes der Technik in Bezug auf die Auswertung der Impedanzspektren, die teilweise auf sich widersprechenden Literaturquellen basiert, wurden innovative Ansätze zur Modellierung der Impedanzspektren abgeleitet. Die Ansätze basieren auf der Berechnung der Gefügeparameter und der Impedanzparameter mit dem Kettenleiter-Modell, welches niederfrequenten (resultierend aus dem Oberflächenaustausch) und hochfrequenten (resultierend aus der Kapazität der Doppelschicht der Dreiphasengrenze und der Doppelschicht der Grenzfläche Ionenleiter/Elektronenleiter) Anteil beinhaltet. Für die Berechnung der Impedanzkennwerte aus Materialeigenschaften müssen die Gefügeparameter der 2D- (auf die Elektrodenfläche normierte Kontaktfläche und Länge der Dreiphasengrenze) und 3DElektrode (auf die Elektrodenfläche normierte freie Oberfläche und Volumen der Elektrode) bestimmt werden. Auf der Basis der umfangreichen Literaturrecherche wurde ein mathematisches Modell identifiziert, parametrisiert und validiert, welches die Berechnung der 3D-Gefügeeigenschaften aus den Partikelgrößen im Gefüge (bestimmt an den Schliffen) erlaubt. Für die Erklärung der Phänomene wurde die Berechnung unterschiedlicher Beiträge zur Elektrodenimpedanz auf Basis der gewonnenen Daten durchgeführt und mit der gemessenen Impedanz verglichen. Die Analyse der experimentell ermittelten Impedanzspektren der Elektroden erfolgte durch ein Ersatzschaltbild und eine Ableitung der DRT-Funktion, welche die Verteilung der Relaxationsfrequenzen im Impedanzspektrum abbildet. Der Schwerpunkt der Analyse lag bei den Kompositelektroden, welche in den praktischen Anwendungen gegenwärtig eingesetzt werden. Für die Sauerstoffreduktion auf der Luftseite der Hochtemperaturbrennstoffzelle wurden LSM-basierte Kompositkathoden ausführlich untersucht und lieferten sehr konsistente Ergebnisse. Die aus der Analyse der Impedanzkennwerte resultierende Oberflächenaustauschkoeffizienten stimmten sehr gut mit den Werten, die aus der Messung an LSM82-Perowskitelektroden gewonnen wurden, überein. Die Analyse der Abhängigkeit der Impedanz vom Sauerstoffpartialdruck lieferte für den Zusammenhang zwischen Oberflächenaustauschkoeffizienten und dem pO2 eine Potenzfunktion mit Potenz ≈0,5 (���� �� ~����2 0,5). Die detaillierte Betrachtung der Reaktionsschritte der Sauerstoffreduktion auf der Perowskitoberfläche hat gezeigt, dass Sauerstoffeinbau in Perowskitgitter der geschwindikeitsbestimmende Schritt der Gesamtreaktion sein muss, um die beobachtete Abhängigkeit zu erklären. Die detaillierten Untersuchungen zur Abhängigkeit der Ionenleitung von 8YSZ (als ionenleitende Komonente der Kompositkathode) vom Mn-Gehalt haben zu einer guten Übereinstimmung der Aktivierungsenergie und der Leitfähigkeit des Mn-haltigen Elektrolyten mit der Leitfähigkeit des Elektrolytnetzwerks in der Kompositkathode geführt. Damit spielt die Wechslewirkung zwischen dem Perowskitmaterial und dem Elektrolyten beim Sintern eine wichtige Rolle für die elektrochemischen Eigenschaften der Kompositelektrode. Die Wege für die Absenkung des Polarisationswiderstandes durch die Absenkung der Sintertemperatur, Verwendung eines Elektrolytpulvers mit höherer Ionenleitung und Nutzung des Perowskitpulvers mit höherer Oberflächenaustauschrate wurden aufgezeigt. Die Untersuchungen an Ni/8YSZ-Elektroden haben eine gute quantitative Übereinstimmung mit den Werten für Kapazitäten der Dreiphasengrenze und eine gute qualitative Übereinstmmung der Abhängigkeit des Polarisationswiderstandes von Partialdrücken im Anodengasgemisch (pH2 und pH2O), welche von Utz für Ni/8YSZ-Grenzfläche ermittelt wurden, geliefert. Die Analyse der Impedanz der Ni/GDC-Elektrode zeigte, dass das Verhalten dieser Elektrode mit dem Ansatz der normierten Kapazität der Dreiphasengrenze und der Doppelschicht und dem auf Dreiphasengrenze normierten Polarisationswiderstand mit spezifischen Werten aus der Literatur erklärt werden kann. In dieser Arbeit wurde der Versuch unternommen, das Verhalten der Ni/GDC-Elektrode basierend auf der Protonenlöslichkeit und Protonenleitung im GDC quantitativ zu beschreiben. Bei diesem Ansatz fungiert Nickel als Speicher und Lieferant für atomaren Wasserstoff, der an der Grenzfläche Ni/GDC zum Proton oxidiert wird, und die gesamte GDC-Oberfläche als elektrochemisch aktive Zone für Wasserdampfbildung. Obwohl die berechneten Absolutkennwerte der TLM-Impedanz der Ni/GDC-Elektrode nicht ideal mit den experimentell erzielten Werten übereinstimmen, liefert das Modell eine plausible Erklärung für das Erscheinen eines neuen niederfrequenten Impedanzbogens und deren Abhängigkeit vom Wasserdampfpartialdruck. Eine überraschende Übereinstimmung der an Ni/GDC-Elektroden gemessenen Werten mit den spezifischen Daten, die an Ni/8YSZ-Grenzfläche ermittelt wurden, kann in der Zukunft zu neuen Einblicken in die Reaktionsmechanismen an der Ni/8YSZ-Grenzfläche führen
Dependence of the activation energy of the light-induced degradation reaction in silicon on the illumination intensity
Full text linkLight-induced degradation (LID) in silicon is one of the major problems in silicon solar cells. A detailed understanding of the underlying defect physics is necessary to progress in silicon solar cell, silicon detector as well as silicon quantum technology. In this study, the impact of the illumination intensity on LID kinetics is investigated by microwavedetected photoconductance decay (MWPCD) charge carrier lifetime measurements. The activation energy of the LID process is obtained as a function of illumination intensity by varying the illumination intensity and the temperature during LID. It is found that contrary to acceptor-iron defects the activation energy of the LID process does not depend on the illumination intensity
Neuartige Sammlermoleküle zur Flotation werthaltiger Mineralien auf Basis des Naturstoffes Punicin
Full text linkDie Rückgewinnung kritischer Materialien aus End-of-Life-Lithium-Ionen-Batterien stellt eine der größten Möglichkeiten der Sekundärrohstoffgewinnung, insbesondere im Kontext einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft, dar. Angesichts des steigenden Bedarfs an Lithium, Mangan und weiteren strategischen Metallen, der durch die Transformation zu Elektromobilität und erneuerbaren Energien vorangetrieben wird, gewinnen effiziente Recyclingverfahren zunehmend an Bedeutung. Besonders die Rückführung von Lithium gestaltet sich als schwierig, da es in pyrometallurgischen Prozessen häufig in schwerlöslichen Schlackenphasen wie Lithiumaluminat (LiAlO₂) oder Lithiummanganaten eingebunden vorliegt. Um diese „Engineered Artificial Minerals“ (EnAMs) gezielt aus komplexen Matrixphasen abzutrennen, bietet sich die physikochemische Methode der Flotation als vielversprechender Ansatz an. Im Rahmen dieser Arbeit wurden neuartige Flotationssammler auf Basis des Naturstoffs Punicin und seiner strukturellen Isomere entwickelt, synthetisiert und auf ihre Eignung zur selektiven Flotation von EnAMs untersucht. Der Schwerpunkt lag auf der Abtrennung lithiumhaltiger Mineralphasen wie LiAlO₂ und LiMn₂O₄ aus silikatischer Matrix, wie sie typischerweise in pyrometallurgischen Schlacken vorkommt. Die Synthese der Punicin-basierten Sammler erfolgte ausgehend von funktionalisierten Pyridinderivaten sowie dem substituierten 1,4-Dimethoxybenzol als kostengünstigen Edukten. So konnte ein breites Spektrum von 50 literaturunbekannten Verbindungen synthetisiert werden, von denen viele als potentielle Sammler untersucht werden konnten. Die Charakterisierung der Produkte mittels NMR-, UV/Vis- und ESR-Spektroskopie sowie pH-Titrationen belegte die erwartete Struktur und bestätigte die mesomeren und teilweise lichtschaltbaren Eigenschaften der Moleküle. Zur weitergehenden Bewertung der Selektivität und Wirkweise der Sammler wurden ergänzend Kontaktwinkelmessungen, Zeta-Potenzialanalysen sowie Infrarotspektroskopie eingesetzt. Die Anwendung der neuartigen Sammler wurde anhand von Modellmineralien in Mikroflotationsexperimenten überprüft. Dabei zeigte sich, dass mehrere der entwickelten Verbindungen, insbesondere die Derivate mit mittelkettiger Alkylsubstitution (C12), eine signifikante Hydrophobierung der EnAMs bewirken. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass punicinbasierte Sammler ein hohes Potenzial für die selektive Flotation von lithiumhaltigen EnAMs aufweisen. Damit stellt diese Arbeit einen Beitrag zur Entwicklung neuartiger, ökologisch verträglicher und selektiver Flotationsreagenzien dar, die für das Recycling von strategisch relevanten Metallen in technischen Sekundärressourcen eingesetzt werden können. Die gewonnenen Erkenntnisse eröffnen zudem neue Perspektiven für die Anwendung punicinbasierter Moleküle
