Technologieangebote Umwelttechnik



Isocyanatfreie, „grüne“ Polyhydroxyurethane mit programmier- und schaltbaren Formen (SMPs)

In einem von der Baden-Württemberg Stiftung gGmbH geförderten Projekt konnte nun an der Universität Freiburg ein innovatives, vergleichsweise einfaches Verfahren entwickelt werden, unter Verwendung von biobasierten Bausteinen und vorzugsweise lösungsmittelfrei nachhaltige, gesundheitlich weniger bedenkliche Poly(ß-hydroxy)urethane (PHUs) herzustellen. Das Verfahren kommt ohne Isocyanate aus und die verwendeten Monomere sind feuchtigkeitsunempfindlich.
Die so hergestellten teilkristallinen Polyurethanmaterialien bzw. Mehrschichtsysteme können gezielt über die Temperatur oder durch Wasseraufnahme definierte, einprogrammierte Formänderungen vollführen (shape memory effect).
Möglich sind vielfältige Anwendungen als Formkörper, Beschichtungen, Fasern, Folien, Aktuatoren oder auch als Bauteile in der Medizintechnik.

 

 

Sensor-Array zur Optimierung der Verbrennung in Kleinfeuerungsanlagen

Mit einer präzisen Analyse der Verbrennung in Stückholz-Heizkesseln und Kaminöfen lässt sich eine sehr viel saubere Verbrennung erreichen als mit einer herkömmlichen Steuerung mit Sauerstoff als alleinigem Stellglied. Das erfindungsgemäße Sensorarray erfasst Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe getrennt. Mit diesen Daten kann der Verbrennungsstatus genau erfasst werden, was insbesondere in der Zünd- und Abbrandphase hilfreich ist, um möglichst schadstoffarme Abgasemissionen zu erreichen.

 

 

Brennstoffbedarfsprognose durch Bestimmung der Brennstoffrestmenge im Stückholzheizkessel

Am Institut für Sensorik und Informationssysteme der Hochschule Karlsruhe wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem während des Verbrennungsprozesses die Menge des Restbrennstoffs, der sich noch im Brennraum befindet, bestimmt werden kann. Die Wärmemenge, die aus der verbleibenden Befüllung des Brennraumes gewonnen wird, kann also jetzt im Wärmebedarfsmanagement berücksichtigt werden. Ein möglichst genaues, vorausschauendes Management des Wärmeeinsatzes ist unumgänglich, um Teillastbetrieb von Kleinfeuerungsanlagen und den damit verbundenen erhöhten Schadstoffausstoß zu vermeiden.

 

 

Rückgewinnung von Phosphaten aus dem Abwasser durch superparamagnetische Mikrokomposit-Partikel

In Übereinstimmung mit dem Ziel des Umweltministeriums, Phosphor aus Klärschlamm zurückzugewinnen (*), entwickelten Forscher im Rahmen eines Forschungsprojektes Mikrokomposit-Partikel, die mit Ionenaustauschmaterial umhüllt sind. Die Partikel können gezielt Phosphate im Abwasser binden, selbst bei niedriger Phosphat-Konzentration. Sie sind einfach und kostengünstig herzustellen und wiederverwendbar. Durch die superparamagnetischen Eigenschaften der Mikrokomposit-Partikel ist der Einsatz magnetischer Trennverfahren mit hoher Trennleistung möglich.
(*) Siehe "Umweltministerium veröffentlicht Studien zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlämmen" <https://www.lgl-bw.de/lgl-internet/opencms/de/Microsite_EFRE/Aktuelles/Pressemitteilung/pressemitteilung_0010.html>

 

 

Lastflexibler Pelletheizkessel

Wissenschaftler des KIT (Karlsruher Institut für Technologie) haben einen Pelletheizkessel mit zwei Brennstufen entwickelt, dessen Aufbau eine schnelle Reaktion auf einen kurzfristige erhöhten Bedarf an Heizleistung bei minimalen Emissionen ermöglicht. Das Ergebnis ist eine Art Durchlauferhitzer für Festbrennstoffe. Eine der Brennstufen stellt hierbei die Wärmegrundlast sicher, die andere Brennstufe deckt Wärmebedarfsspitzen ab und wird auch in der Anbrandphase zugeschaltet. Durch Einsatz dieser Technik kann die geleistete Wärmeenergie kurzfristig mithin verdreifacht werden. Aufgrund der schnellen Reaktionszeit der zweiten Brennstufe ist es in der Folge auch möglich, einen deutlich kleineren und somit kostengünstigeren Pufferspeicher einzubauen.

 

 

Schadstoffarme Holzfeuerstätten mit vereinfachter Mess- und Regeltechnik

Die ISIS-Sensorikgruppe unter der Leitung von Professor Dr. Heinz Kohler entwickelte an der Hochschule Karlsruhe eine Mess- und Regeltechnik, die den Schadgasanteil in der Abluft von Kaminöfen sowie von Scheitholz- und Holzpellet-Kesseln minimiert. Sensoren erfassen Verbrennungstemperatur, Restsauerstoffgehalt und nicht verbrannte Gaskomponenten. Über einen Regelalgorithmus können dann die Verbrennungsluftströme für die beiden separaten Brennkammern angepasst werden. Die Technik ist sowohl für Stückholz- als auch für Pellet- und Hackschnitzelverbrennung ausgelegt und ermöglicht die Einhaltung der 1. BlmSchV ab 2015 für Einzelraumfeuerstätten.

 

 

Effiziente und kostengünstige Wasserfiltration durch neuartige funktionelle Membranbeschichtung

An der Hochschule Karlsruhe konnte in Zusammenarbeit mit italienischen Partnern ein Verfahren entwickelt werden, das sich die Eigenschaften von polymerisierten bikontinuierlichen Mikroemulsionen (PBM) zunutze macht, um kommerzielle Membranen so zu beschichten, dass sie eine hydrophile und für Fouling sehr wenig anfällige Oberfläche aufweisen. Gleichzeitig können die Porengröße und damit die Trennleistung und chemischen Merkmale der Membranoberfläche individuell an die Zusammensetzung des zu reinigenden Wassers angepasst werden.

Die innovativen Membranen konnten im Feldversuch mit realen Abwässern aus Textil- und Kosmetikindustrie sowie einer Ölmühle bereits erfolgreich getestet werden. Unter anderem aufgrund des reduzierten Foulings können damit die jährlichen laufenden Kosten einer Membranfiltration signifikant reduziert werden.