Forschungsfelder und Projekte

Für das Verbundvorhaben Clean Circles werden vier ineinandergreifende und eng verknüpfte Forschungsfelder bearbeitet, denen jeweils mehrere Projekte zugeordnet sind.

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Forschungsfelder

1 Reduktionsverfahren

Speicherung erneuerbarer Energie durch Reduktion von Eisenoxiden: Erforschung neuer innovativer Verfahren zur Reduktion von Eisenoxiden auf Basis der Elektrolyse (elektrochemisch) und in Wirbelschichten mit grünem Wasserstoff (thermochemisch).

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2 Oxidationsverfahren

Freisetzung erneuerbarer Energie durch Eisenoxdation: Erforschung der Oxidationsprozesse (thermochemisch) von Eisen-/Eisenoxidpartikeln in unterschiedlichen Oxidationsstufen unter verschiedensten Prozessbedingungen.

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3 Thermodynamisch-mathematische Betrachtung

Thermodynamisch-mathematische und techno-ökonomische Analyse von Eisenkreisläufen: Mathematische Modelle des gesamten Eisen-Kreislaufs für energetische, exergetische und exergoökonomische Analysen sowie Optimierung und Szenarienbewertung. Abstimmung mit Forschungsfeld 4 zu wirtschaftlichen und politischen Randbedingungen.

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4 Sozioökonomische Betrachtung

Governance von Innovationen und sozioökonomische Modellierung: Strategien zur politischen Sektorenkopplung und Analysen zu Innovationsprozessen. Identifizierung von Förderinstrumenten in der Energie-, Struktur-, Investitions-, Entwicklungs- und Migrationspolitik zur Etablierung neuer Technologien auf Basis des Modells aus Forschungsfeld 3.

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Projekte sortierbar nach Forschungsfeld

Projekttitel (PI) Reduktions-
verfahren 		Oxidations-
verfahren 		Thermodynamisch-mathematische Betrachtung Sozioökonomische Betrachtung
Experimentelle Untersuchung von Eisen- und Eisenoxid-Partikelwolken während thermochemischer Oxidation und Reduktion (B. Böhm) x x
Entwicklung eines kinetischen Modells basierend auf experimentellen Untersuchungen der thermochemischen Reduktion/Oxidation von Eisenoxid/Eisen (O. Deutschmann) x x
Experimentelle Untersuchung der thermochemischen Oxidation bei der Verbrennung von Eisenpartikeln unter laminaren und turbulenten Strömungsbedingungen (Dreizler) x
Thermochemische Reduktion/Oxidation in Wirbelschichten (B. Epple) x x
Lösung und Elektrochemie von Eisenoxiden in ionischen Flüssigkeiten und stark eutektischen Lösungsmitteln (B. Etzold) x
Modellierung und numerische Untersuchungen der Bildung von Nanopartikeln bei der Oxidation von Eisenpartikeln (F. Ferraro) x
Bewertung der Transportprozesse einzelner Mikropartikel auf Eisenbasis mit der Immersed Boundary Methode (B. Frohnapfel) x
Berührungslose, zeitaufgelöste Messverfahren von Mikropartikeln auf Eisenbasis, die einer thermo-chemischen Reduktion oder Oxidation unterzogen werden (D. Geyer) x x
In-situ und in-operando Untersuchung von Eisen- und Eisenoxid-Mikropartikeln bei Reduktion oder Oxidation (Grunwaldt) x x
Numerische Untersuchung der laminaren und turbulenten Eisenstaub/Luft-Verbrennung (C. Hasse) x
Auflösung und Bewegungsdynamik von metallischen Mikropartikeln in ionischen Scherströmungen (J. Hussong) x
Einfluss von Oxidations- und Reduktionsbedingungen auf Eisensignaturen, verfolgt durch Mössbauer-Spektroskopie (U. Kramm) x x
Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Eisenpartikeln und ihren Oxiden (H. Nirschl) x x
Entwicklung eines kinetischen Modells für die thermo-chemische Reduktion/Oxidation von Eisenpartikeln und Untersuchungen der Staubfeuerung in CFD-Simulationen (U. Riedel) x x
Carrier-phase DNS der Eisenpartikelzündung und -verbrennung in turbulenter Strömung (O. Stein) x
Modellierung der Reaktions-Transport-Kopplung für einzelne, eisenbasierte Mikropartikel bei thermo-chemischer Reduktion/Oxidation (A. Scholtissek) x x
Untersuchung der laminaren Verbrennungswellengeschwindigkeit und -struktur in Eisenstaubbrennern vom Typ Bunsen (D. Trimis) x
Einfluss der Turbulenz auf die Flammenausbreitung in Eisenstaubsuspensionen (N. Zarzalis) x
Multikriterielle Analyse des Gesamtsystems (P. Stephan) x
Skalen- und komplexitätsreduzierte Modelle für Reduktion und Oxidation auf Basis von Reaktornetzwerken (D. Bothe/S. Hartl) x
Gemischt-ganzzahlige nichtlineare Optimierungsverfahren für die Optimierung des Gesamtsystems Clean Circles unter Unsicherheit (S. Ulbrich) x
Robuste Optimierung und Bewertung der Energie- und Logistiknetzwerke in Clean Circles (M. Pfetsch) x
Governance der Sektorkopplung (M. Knodt) x
Externe Governance der Sektorkopplung (Niemann) x
Innovationsökonomische Perspektive (I. Ott) x
Nachwuchsgruppe Integrierte Systemanalyse (K. Schulze) x x
Analyse des Energiesystems (W. Fichtner) x