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21001: Entwicklung einer Zink-Polyiodid-Flussbatterie mit hoher volumetrischer Energiedichte für den Einsatz als Stromspeicher an regenerativen Energieerzeugungsanlagen

Redoxflussbatterien bieten eine günstige Option zur Speicherung elektrischer Energie aus regenerativen Energiequellen. Bei diesen wird der Elektrolyt aus Tanks durch die Zelle gepumpt wird, sodass sich Leistung und Energieinhalt der Batterie unabhängig voneinander skalieren lassen. Eine vielversprechende Alternative zur Vanadium-Redoxflussbatterie stellt die Zink-Polyiodid-Batterie dar. Diese besitzt eine ca. 10-fach höhere volumetrische Energiedichte, die zum einen […]

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21006: Entwicklung innovativer Li2S-Kompositmaterialien zur Steigerung der Hochstromfähigkeit und Lebensdauer von Lithium-Schwefel-Batterien (ILISKO)

Die Bedeutung elektrochemischer Energiespeicher für mobile und stationäre Anwendungen (Elektromobilität, Speicherung regenerativ gewonnener Energie) steigt stetig. Eine vielversprechende Alternative zu den bisher häufig genutzten Lithium-Ionen-Batterien (LIB) sind Lithium-Schwefel-Batterien (LSB). LSB weisen gegenüber LIB eine dreifach höhere Energiedichte auf und in der Kathode wird auf toxische und teure Metalloxide verzichtet. Die begrenzte elektrische Leitfähigkeit des Kathodenmaterials […]

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21055: Entwicklung von chemisch stabilen und kostengünstigen Anionenaustauschermembranen mit hoher OH–Leitfähigkeit für Brennstoff- und Elektrolyse-Zellen auf Basis von Blockcopolyphenylchinoxalinen

Die bisher kommerziell verfügbaren Ionenaustauschermembranen basieren vorwiegend auf der Protonenleitung. Der Einsatz von Anionenaustauschermembranen (AEMs) würde die Nutzung von z.B. billigeren Übergangsmetallkatalysatoren anstelle von Edelmetallkatalysatoren in der Elektrolyse und Brennstoffzelle ermöglichen. Der bisherige Haupthinderungsgrund für die Entwicklung von AEMs war die fehlende Verfügbarkeit von hochleitfähigen Anionenaustauschermaterialien. Außerdem stellt das Erreichen der chemischen Stabilität der AEMs […]

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20939: H2BS – Neuartige Barriereschichten für kostengünstige sowie hochfeste Stähle für die Wasserstofftechnologie

Im IGF-Vorhaben H2BS sollen neuartige Wasserstoffbarriereschichten für den Einsatz auf kostengünstigen bzw. hochfesten Duplex- und Triplexstählen entwickelt werden. Damit sollen die Kosten von Stahlwerkstoffen für Bauteile in stationären und mobilen Anwendungen der Wasserstofftechnologie gesenkt werden. Durch die neue Beschichtungstechnologie soll die Eindiffusion des Wasserstoffs in die Stahloberfläche gesenkt und für Stähle, die vorteilhafte mechanische Eigenschaften […]

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53: Entwicklung von mit Mikrogasmesstechnik gekoppelten massenfertigungstauglichen Referenzelektroden zur Gewährleistung des sicheren Betriebs von PEM-Brennstoffzellen-Systemen

Im geplanten Forschungsvorhaben SAFEREF wird eine Sensortechnik zur frühzeitigen und zuverlässigen Detektion zellschädigender, auf lokalem Wasserstoffmangel basierender Betriebsbedingungen von Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC) entwickelt. Dazu werden in die MEA Dynamische-Wasserstoff-Referenzelektroden (DHE) integriert sowie eine Anoden-Sensor-Einheit (ASE) zur Charakterisierung der Eigenschaften des Gasgemisches im Rezirkulationszweig der Anode entwickelt. Ergänzend wird ein Algorithmus zur Auswertung der Sensorsignale und zur […]

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20761: Wasserstoffabtrennung aus Erdgas / Wasserstoffgemischen durch Metallhydride

Im Zuge der Energiewende erfolgt eine schrittweise Umstellung auf regenerative Energien. Photovoltaik und Windkraft weisen ein Verteilungsgefälle innerhalb Deutschlands und auf der kurzfristigen Zeitachse hohe Unstetigkeiten der Verfügbarkeit auf. Damit ergibt sich die Notwendigkeit der Speicherung und des Transports regenerativer Energie, wofür bei derzeit fehlenden Speichern und Engpässen im Transport ein sekundärer Energieträger eingesetzt werden […]

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20738: GraphenBlocker – Kosteneffizienter Herstellungsprozess für protonenleitende Hochleistungsmembranen mit Graphen-Diffusionssperre für die Direkt-Methanol-Brennstoffzelle

Protonenleitende Membranen sind das Herzstück elektrochemischer Energietechnologien, verfügen aber über eine niedrige Selektivität, wodurch Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Systeme in der Anwendung erheblich reduziert werden. Graphen qualifiziert sich als Protonenleiter und Barrierematerial sowie durch seine herausragende mechanische Stabilität zu einer idealen Membrankomponente, die eine deutliche Erhöhung der Leistungsfähkeit und der Langzeitstabilität gewährleisten kann. In diesem […]

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20781: Verfahrensentwicklung zur Bestimmung der Proteinkonformation auf Basis der oberflächenverstärkten Ramanspektroskopie am Beispiel monoklonaler Antikörper

Die Rolle von Proteinen als biologische Therapeutika zur Behandlung vieler Volkskrankheiten, wie z. B. Diabetes mellitius, Arthritis und Krebs wächst beständig. Die spezifische Aktivität dieser Makromoleküle ist stark von deren dreidimensionaler Struktur abhängig. Neben der verringerten Spezifität bei Aggregation erfolgt eine signifikante Erhöhung des Risikos einer immunologischen Reaktion. Hierdurch ergibt sich ein nicht zu vernachlässigendes […]

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20666: Entwicklung eines portablen Messgerätes zur Vor-Ort-Prozesskontrolle und Erfassung von Schadstoffen in Wasser auf Basis der Nano-Flüssigkeitschromatografie und Ionenmobilitätsspektrometrie (MiniLAB)

Das Ziel des Forschungsvorhabens besteht in der Entwicklung eines portablen Messgerätes zur Vor-Ort-Prozesskontrolle und Erfassung von Schadstoffen in Wasser. Der im Rahmen des Projektes zu entwickelnde Demonstrator soll aus einer miniaturisierten Einheit zur Anreicherung von wässrigen Proben und der Trennung der in den Proben enthaltenen Zielanalyten mittels Nano-Flüssigkeitschromatografie (Nano-HPLC) sowie aus einem miniaturisierten Detektionssystem auf […]

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20664: Entwicklung einer stufenorientierten IoT-Strategie für kmU der Spritzgussindustrie zum Aufbau interoperabler Plattformökosysteme

Unternehmen der Spritzgussindustrie sehen die durch das Internet of Things (IoT) geschaffene Wertschöpfungstransparenz als Risiko. Besondere Bedenken äußern die Spritzgussanwender hinsichtlich einer durch IoT steigenden Verhandlungsmacht der OEM und damit verbundenen sinkenden Margen. Die Spritzgussindustrie umfasst die Hersteller von Kunststoffen, Kunststoffwaren sowie die Maschinenhersteller zur Verarbeitung von Kunststoffen. Resultat ist ein mangelhafter Datenaustausch zwischen den […]