Ökoeffiziente Polyolefin-Materialien für zukunftsfähige Energietechnologien
Die Wende von fossilen zu erneuerbaren Energiesystemen bedeutet einerseits eine Transformation von Hochtemperatur- zu Niedertemperaturprozessen und andererseits einen Übergang von aufwändig hergestellten Werkstoffen hin zu ökoeffizienten Materialien wie Polymerwerkstoffen, die in einem vollsolaren Energiesystem aus Kohlendioxid und Wasserstoff synthetisierbar sind.
In den letzten Jahrzehnten ermöglichten Polymerwerkstoffe bereits wesentliche Fortschritte bei erneuerbaren Energietechnologien wie etwa: PV-Module mit Polymereinkapselung, Energiespeicherung in Akkumulatoren mit Polymerseparator oder energieeffiziente Wasseraufbereitung mit Polymermembranen. Dennoch kommen nach wie vor „over-engineered materials“ mit geringer Ökoeffizienz zum Einsatz wie beispielsweise Fluorpolymere.
Die Zusammenarbeit von bereits vorhandenen wissenschaftlichen und industriellen Kompetenzen in den Bereichen Energie- und Polymertechnologien soll durch das Projekt SolPol-6 verstärkt werden, wobei besonderes Augenmerk auf Synergieeffekten in der Polyolefin-Entwicklung für unterschiedliche Schlüsseltechnologien für die nötige Energiewende gelegt wird. Dadurch soll ein wesentlicher Beitrag zur Verbreitung erneuerbarer Energietechnologien und zur Reduktion von Treibhausgasemissionen geleistet werden.
Durch zielgerichtete Entwicklung von maßgeschneiderten und ökoeffizienten Polyolefin-Werkstoffen (PO), Hybridlaminaten und Membranen sollen Innovationen in der Photovoltaik, der Wärmespeicherung und der Ammoniakrückgewinnung aus Abwasser entstehen.
Zur Erreichung der Gesamtzielsetzung wurden daher vom SolPol-6 Konsortium Forschungsvorhaben bestehend aus drei sich ergänzenden inhaltlichen Arbeitspaketen konzipiert:
- Polyolefin-Werkstoffe für Photovoltaik (PV): Entwicklung von funktionalen PO-Compounds für die Einkapselung von Doppelglas-PV-Modulen. Eigenspannungsarme, zuverlässige und recyclingtaugliche PV-Module statt Glas-Folien-Module mit umweltkritischen Fluorpolymeren.
- Polyolefin-Werkstoffe für Thermische Energiespeicher (TES): Entwicklung von schlagzähmodifizierten PO-Materialien und Barrierelaminaten für thermische Energiespeicher in Erdbeckenbauweise. Einfach verlegbare und langlebige PO-Abdichtungsmaterialien mit hoher Sauerstoff- und Wasserdampfdichtigkeit.
- Polyolefin-Werkstoffe für Membrantechnologien (MEM): Entwicklung von vernetzten und funktionalisierten PO-Membranen für die energieeffiziente Rückgewinnung von Ammoniak aus Abwasser. PO-basierende Membranmaterialien mit vergleichbarer Performance (Selektivität und Fouling-Verhalten) wie ökologisch bedenkliche Membrane aus Fluorpolymeren.
AEE INTEC wird gemeinsam mit SFC Umwelttechnik im Arbeitspaket 3 (Polyolefin-Werkstoffe für Membrantechnologien) die Projektleitung übernehmen sowie die laborbasierte Erprobung der neuen Polyolefin-Membranen für die Ammoniumentfernung aus Abwässern leiten.
Weiters wird AEE INTEC in Arbeitspaket 2 (Polyolefin-Werkstoffe für Thermische Energiespeicher) bautechnische Expertise zu Erdbeckenwärmespeichern, z. B. deren mechanisches Verformungsverhalten sowie langjährige messtechnische Expertise hinsichtlich der geplanten Laborteststände für Speichertemperaturprofile zur Verfügung stellen.
Fördergeber
FFG – Energieforschung (e!MISSION), Energieforschung, Energieforschung 8. Ausschreibung
Projektpartner
AEE – Institute for Sustainable Technologies (AEE INTEC) – www.aee-intec.at
AGRU Kunststofftechnik GmbH (AGRU) – www.agru.at
Gabriel-Chemie Gesellschaft m.b.H. (Gabriel) – www.gabriel-chemie.com
JKU – Institute of Polymeric Materials and Testing (JKU-IPMT) – https://www.jku.at/institute-of-polymeric-materials-and-testing
Kioto Photovoltaics GmbH (KIOTO) – www.kiotosolar.com
Leibniz Institute of Surface Engineering (IOM) – https://www.iom-leipzig.de
Lenzing Plastics GmbH & Co KG (Lenzing) – https://www.lenzing-plastics.com
SFC Umwelttechnik (SFC) – https://sfcu.at
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