TÄTIGKEITSBERICHT 2007

Transkript

1 TÄTIGKEITSBERICHT 2007 Institut für Energie- und Umwelttechnik e. V. Institut an der Universität Duisburg-Essen

2 Bildnachweis Deckblatt oben links: Reaktor Nanopartikelsynthese (IVG 2007) oben rechts: Untersuchungen zur Partikelfreisetzung bei Schweißprozessen (IUTA 2007) unten links: neue Prüfmethode Sicherheitswerkbänke (IUTA 2007) unten rechts: Struktur des Mykotoxins Aflatoxin (IUTA 2007) Impressum IUTA Institut für Energie- und Umwelttechnik e. V. Institut an der Universität Duisburg-Essen Bliersheimer Str. 60 D Duisburg Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0) Vorstand Prof. Dr.- Ing. D. Bathen, Wissenschaftlicher Leiter Vertretungsberechtigt gemäß 26 BGB Dr.-Ing. St. Haep, Vorstandsvorsitzender und Geschäftsführer Dipl.- Volkswirt G. Schöppe, stellv. Vorstandsvorsitzender und Geschäftsführer Dipl.- Ing. J. Schiemann Geschäftsführer Redaktion Prof. Dr.-Ing. D. Bathen Prof. Dr.- Ing. K. G. Schmidt Dr.- Ing. S. Haep Druck Zentrale Vervielfältigungsstelle Universität Duisburg Essen, Campus Duisburg

3 TÄTIGKEITSBERICHT 2007 Institut für Energieund Umwelttechnik e. V. Institut an der Universität Duisburg Essen

4

5 TÄTIGKEITSBERICHT Vorwort Organisation, Arbeitsweise und Geschäftsverlauf Organisation und Arbeitsweise Geschäftsverlauf Förderverein des Instituts für Energie- und Umwelttechnik e. V. (FVEU) Kompetenzen der Bereiche - expertise of departments Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche Luftreinhaltung & Prozessaerosole Das Verhalten von Quecksilber in der Gaswäsche Diffuse Feinstaub-Emissionen aus Kohlehalden von Kraftwerken Weiterentwicklung eines Prüfkanals und wissenschaftliche Untersuchungen von Koaleszerelementen nach DIN EN Wissenschaftliche Untersuchungen an Drahtgestrick-Tropfenabscheidern in einem erweiterten Technikumswäscher Einfluss von Ladungseffekten bei Nanopartikeln in Hochtemperaturprozessen Maßnahmen gegen die Verschleppung allergener Partikel in der Lebensmittelproduktion Filterprüfung mit SFree als Testsubstanz Luftreinhaltung & Filtration Prüfung von Kfz-Innenraumfiltern / Kabinenluftfiltern Luftreinhaltung & Nachhaltige Nanotechnologie Verbundprojekt NanoCare Gesundheitsrelevante Aspekte synthetischer Nanopartikel: Schaffung einer allgemeinen Informations- und Wissensbasis als Grundlage für eine innovative Materialforschung Optimierung eines personengetragenen Thermalpräzipitators Experimental and numerical simulation of the fate of airborne nanoparticles from a leak in a manufacturing process to assess worker exposure Quellenzuordnung für Feinstaub in Hessen: Frankfurt/Main und Kleiner Feldberg Wissenschaftliche Begleitforschung Immissionsabhängige Dynamische Verkehrsteuerung in Hagen (Westf.) Ermittlung des Beitrages von Reifen-, Kupplungs-, Brems- und Fahrbahnabrieb an den PM 10 -Emissionen von Straßen

6 4.4 Umwelthygiene & Analysetechnik Oxidative Behandlung von Krankenhausabwasser-Teilströmen zur Beseitigung von persistenten, hochwirksamen Pharmazeutika Vorkommen von Mykotoxinen im Innenraum Hochtemperatur-Flüssigkeits-Chromatografie Technische Thermodynamik & Gasaufbereitung Entwicklung eines Oxidationskatalysators auf der Basis von offenporigen Metallschäumen Entwicklung eines neuen Elektrolyten für den Einsatz in Brennstoffzellen Verbesserung des Trennprozesses bei der Druckgaswäsche für CO 2 aus Rauchgasen durch Membrankontaktoren Branchenenergiekonzept für die Papierindustrie Energieversorgung & Wasserstoff-Technologie Filtersystem für partikuläre und gasförmige Luftschadstoffe für längere Standzeiten von PEM-Brennstoffzellen Wasserhaushalt von PEM-Brennstoffzellen Wasserstoffspeicher für HT-PEM-Brennstoffzellen Verdampfungskühlung für PEM-Brennstoffzellen Erzeugung von wasserstoffreichem Gas aus organischen Energieträgern mit überkritischem Wasser PEM-Membrandegradation Nano-Energie- & Nanopartikelsynthese Einrichtung eines neuen Geschäftsbereiches Hochspezifische Nanopartikelsynthese Temperatur- und Konzentrationsmessungen in wandnahen Grenzschichten vorgemischter Methan/Luft-Flammen Messstelle Leistungsspektrum der Messstelle Industrielle Messungen der Druckluftqualität mit dem mobilen IUTA Prüfstand Forschungsanalytik PharmaMonitor Entsorgungszentrum Qualifizierungs- und Ausbildungsmaßnahmen Entwicklung einer Demonstrationsanlage zur sicheren, kontinuierlichen Entnahme von Brenngasen aus zu entsorgenden Kühlgeräten Zulassung als Prüfstelle für die Kühlgeräteverwertung

7 Pilotprojekt Produktionsschule Werkstattjahr Anhang Vorträge Veröffentlichungen Poster Forschungspartner und Auftraggeber Mitarbeit in Ausschüssen und Arbeitskreisen Mitglieder des Verwaltungsrats des Instituts für Energie- und Umwelttechnik e. V Mitglieder des Fördervereins des Instituts für Energie- und Umwelttechnik e. V Wegbeschreibung zum IUTA

8 6

9 1 Vorwort IUTA Vorwort Prof. Dr.-Ing. K. G. Schmidt Der Rückblick auf das Jahr 2007 ist für das Institut, wie schon im vergangenen Jahr, äußerst positiv, da sich die Zahl der Projekte weiter vergrößert hat und die Dienstleistungen in zunehmendem Maße in Anspruch genommen werden. Besonders hervorzuheben ist der Anstieg der industriellen Forschungs- und Entwicklungsaufträge. Im Gegensatz zu den 90er Jahren ist ein wesentlicher Wandel eingetreten. Ging es seinerzeit um Projekte, die durch gesetzgeberische Maßnahmen die Industrie zum Handeln zwangen, also quasi die Nachbesserung bei Produktionseinrichtungen betrafen, ist der Blick der heutigen Projekte in die Zukunft gerichtet, auf verbesserte Verfahren, auf neue Produkte und neue Materialien beziehungsweise Werkstoffe. Durch sie erst können Konstruktionen und verfahrenstechnische Prozesse für Belastungs- oder Betriebszustände realisiert werden, die bisher nicht denkbar waren. Die technischen und finanziellen Anstrengungen der vergangenen Jahre zur Verbesserung des Umweltschutzes und der Ressourcenschonung haben Früchte getragen und Deutschland im diesbezüglichen Ranking an vordere Position gebracht, und die kann es weiter behaupten. Zum Beispiel mit neuen Technologien, die für effizientere Produktionsverfahren, effizientere Energiegewinnung, effizientere Ressourcenschonung und effizientere nachhaltige Schonung unserer Umwelt entwickelt werden. Hier hat IUTA seine Chancen und Möglichkeiten in einem weiten Betätigungsfeld. War IUTA seinerzeit mit einem Labor für Spurenanalytik angetreten, um Abgase von industriellen Anlagen zu analysieren und kleinste Konzentrationen quantitativ zu erfassen, geht es heute mit verfeinerten und raffinierteren Aufarbeitungsverfahren und Analysengeräten darum, Produktionsverfahren zu verbessern und Querkontaminationen ebenfalls im Spurenbereich zu vermeiden. Das zielt auf hochreine Produkte/Produktionsstätten wie zum Beispiel auf die Herstellung von Halbleitern, auf die Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Umwelttechnik ist ein Querschnittsthema mit schier unendlich vielen Facetten. Auf diesem Gebiet tätig zu sein bedeutet Interdisziplinarität und ein Denken und ein Gespür, das den Blick über den Tellerrand hinaus lenkt. Notwendig dafür sind Mitarbeiter, die dieses Gespür auf ihren jeweiligen Fachgebieten haben und dieses in die gemeinsame Arbeit am Institut einbringen. Mit der fachlichen Ausrichtung und dem Engagement seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ist das IUTA gut aufgestellt. Bei der Vielartigkeit der Themen ist es von Zeit zu Zeit notwendig, den Rahmen der Tätigkeiten und Betätigungsfelder zu überdenken und neu abzustecken. Dazu bietet sich die Gelegenheit anlässlich der Übergabe der Wissenschaftlichen Leitung des Instituts an Herrn Prof. Dr.-Ing. D. Bathen, der im Folgenden die Struktur und die Arbeitsbereiche darstellen wird. Ich persönlich freue mich, in Herrn Kollegen Bathen einen Nachfolger bekommen zu haben, der in Forschung und Industrie die Belange der Verfahrenstechnik gründlich kennen gelernt hat. Ich kann ihm in seinem Engagement für IUTA nur das Beste wünschen und freue mich auf die Möglichkeit, noch weiter am Institut tätig zu sein. Prof. Dr.-Ing. D. Bathen Das Jahr 2007 war eine Zeit des Übergangs, den das IUTA sehr gut gemeistert hat. Eine Vielzahl von Forschungsarbeiten wurde erfolgreich abgeschlossen, etliche neue Projekte eingeworben und die Zahl unserer Industriepartner auf mittlerweile 350 erhöht. Dies alles spiegelt sich in einem Rekord-Umsatz von ca. 7 Mio. und einem Anstieg der Mitarbeiterzahl auf mittlerweile über 120 wider. 7

10 1 Vorwort IUTA 2007 Neben einigen Personalwechseln wurden die Strukturen modifiziert und die Bereichsbezeichnungen geändert, um das Profil und insbesondere die Außendarstellung des Instituts zu schärfen. Die entsprechenden Änderungen der Satzung und der Organisation wurden von der Mitgliederversammlung einstimmig beschlossen. Im Verwaltungsrat folgt der neue Dekan des Fachbereichs Ingenieurwissenschaften der Universität Duisburg-Essen, Prof. Schramm, als Vorsitzender Herrn Prof. Kecskemethy, dem ich für seine erfolgreiche Arbeit in den letzten Jahren herzlich danken möchte. Die bisherigen Stellvertreter, Prof. Neukirchen und Holger Ellerbrock (MdL), gehören diesem Gremium weiterhin an. Als neuer wissenschaftlicher Leiter und Vorstandsmitglied wurde ich Nachfolger von Prof. Schmidt, der dem Haus auch weiterhin (und hoffentlich noch sehr lange) als wissenschaftlicher Direktor eng verbunden bleibt. Ihm möchte ich besonders dafür danken, dass er einen angenehmen, reibungslosen Übergang sichergestellt hat und mir mit Rat und Tat zur Seite steht. Dem geschäftsführenden Vorstand nach 26 BGB gehören zukünftig Dr.-Ing. Haep als Vorstandsvorsitzender, Dipl.-Volksw. Schöppe und Dipl.-Ing. Schiemann an. Der Vorstand wird von einem Wissenschaftlichen Board unterstützt, dem die von der Mitgliederversammlung berufenen wissenschaftlichen Direktoren Prof. Schmidt, Prof. Fissan, Prof. Schulz und Prof. Bathen sowie die Bereichsleiter des IUTA e. V. angehören. Zu den Aufgaben dieses Gremiums gehören insbesondere die Sicherung der wissenschaftlichen Qualität der FuE-Vorhaben und die Gestaltung des Forschungsprogramms. Die Arbeitsbereiche wurden dem veränderten Arbeitsprofil angepasst und neu strukturiert. Wie die nachfolgende Abbildung zeigt, gliedert sich IUTA zukünftig in 11 Bereiche innerhalb der drei Arbeitsbereiche Umwelttechnik, Energieverfahrenstechnik und Service. Das Arbeitsgebiet Umwelttechnik beinhaltet den Schwerpunkt Luftreinhaltung durch Reduktion bzw. Vermeidung partikulärer Emissionen und Immissionen. Neben den Themen Aerosole, Feinstaub und Filtration, bei denen das IUTA bereits einen exzellenten Ruf genießt, wird zukünftig das Gebiet Nachhaltige Nanotechnologie verstärkt bearbeitet. Luftreinhaltung & Prozessaerosole Techn. Thermodynamik & Gasaufbereitung Forschungs- Analytik Luftreinhaltung & Filtration Verwaltung Luftreinhaltung & Nachhaltige Nanotechnologie Messstelle Energieversorgung & H 2 -Technologie Entsorgungszentrum Umwelthygiene & Analysentechnik Nano-Energie & Nanopartikel- Synthese Umwelttechnik Energieverfahrenstechnik Service 8

11 1 Vorwort IUTA 2007 Der zweite Schwerpunkt des Arbeitsgebiets Umwelttechnik befasst sich mit dem Umgang mit hochtoxischen Substanzen. Hier werden neben den hochwirksamen Pharmazeutika (z. B. Zytostatika) und der Entwicklung selektiver Analysemethoden Themenkomplexe wie Mykotoxine (Schimmelpilzgifte) und adsorptive Feinreinigung zunehmend an Bedeutung gewinnen. Der Arbeitsgebiet Energieverfahrenstechnik ist mit aktuellen Themen wie CO 2 -Abscheidung aus Rauch- und Biogasen, Katalysatoren für Hauskamine, Wasserstoff-Speicherung und überkritische Vergasung feuchter Biomassen befasst und in zahlreiche öffentlich geförderte Projekte und Industriekooperationen eingebunden. Eine zukunftsträchtige Ergänzung hierzu bildet bei IUTA der Aufbau von drei Reaktoren zur Herstellung von Nanopartikeln im kg-maßstab. Neben einer engen Verzahnung mit dem Forschungsbereich Nachhaltige Nanotechnologie bietet sich die Möglichkeit, Nanopartikel in größerem Maßstab (Mustermengen) für F&E-Projekte bzw. Produktentwicklungen z. B. in der Energietechnik (Solarzellen, Windräder, Turbinenschaufeln, ) oder zur Verbesserung von Filtern, Adsorbentien und Katalysatoren bereit zu stellen. Im Arbeitsgebiet Service sind zukünftig die Messstelle, die Forschungsanalytik, das Entsorgungszentrum sowie die Verwaltung und das Projektmanagement gebündelt. Während sich die Messstelle auf die Messung von gasförmigen und partikulären Emissionen und Immissionen vor Ort in der Industrie und im Verkehrsbereich konzentriert, befasst sich die Forschungsanalytik hauptsächlich mit selektiver Spurenanalytik in festen und flüssigen Phasen im Labor. Das Entsorgungszentrum widmet sich neben der Entwicklung von Entsorgungskonzepten für elektronische Geräte (z. B. Plasma-Bildschirme) vor allem der Ausund Weiterbildung von am ersten Arbeitsmarkt schwervermittelbaren Personen. Danksagung Ein Institut zu führen ist eine diffizile Aufgabe, ist es doch auf ein weites Umfeld mit vielen Freunden, Förderern und Gönnern angewiesen, die ihm ehrenamtlich zur Seite stehen. Das betrifft auf der einen Seite die Mitglieder des Vereins und des Verwaltungsrats, die sich für Gegenwart und Zukunft und die Zusammenarbeit des Instituts mit der Universität engagieren. Hinzu kommen die Mitglieder des Wissenschaftlichen Beirats des Vereins zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik (VEU) mit seinem Vorsitzenden, Herrn Prof. Neukirchen. Die Erfolge, die IUTA bei der Beantragung von Vorhaben in der industriellen Gemeinschaftsforschung bei der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen Otto von Guericke e. V. (AiF) erzielen konnte, gehen zu einem wesentlichen Teil auf die Arbeit dieses Wissenschaftlichen Beirats zurück, der nun von Herrn Dipl.-Ing. Kohl (MVV Energie, Solingen) als Vorsitzender geführt wird. Auch vom Förderverein des Instituts für Energie- und Umwelttechnik e. V., FVEU, mit seinem Vorsitzenden, Herrn Dr. Steudle (Zander GmbH), wird das Institut nach wie vor unterstützt. Die Projektförderung durch das Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie (MIWFT) und das Ministerium für Wirtschaft, Mittelstand und Energie (MWME) des Landes NRW, durch die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen und die Deutsche Bundesstiftung Umwelt verdienen, gebührend anerkannt zu werden. Zusammen leisten sie einen wesentlichen Beitrag zur Selbständigkeit von IUTA. Das Vorwort ist die geeignete Stelle, den Mitarbeitern für die geleistete Arbeit und ihren unermüdlichen Einsatz sowie den Kollegen im Vorstand des Instituts besonderen Dank auszusprechen. 9

12 1 Vorwort IUTA 2007 Besonders herausstellen möchten wir das Engagement unserer wissenschaftlichen Direktoren. Herr Prof. Fissan erschließt uns neue Arbeitsfelder und Kontakte, insbesondere in die USA, und stellt uns seine Kompetenz im Bereich der Aerosolmesstechnik zur Verfügung. Herr Prof. Schulz hat ein großes Investitionsprojekt zur Nanopartikelsynthese eingebracht und den Aufbau der entsprechenden Reaktoren initiiert. Viele weitere Personen und Aktivitäten können an dieser Stelle nicht erwähnt werden, haben aber dennoch einen Beitrag für das Institut geliefert. Allen an dieser Stelle nochmals unser herzlichster Dank. Duisburg, im Mai 2008 Prof. Dr.-Ing. K. G. Schmidt (ehem. Wissenschaftlicher Leiter) Prof. Dr.-Ing. D. Bathen (Wissenschaftlicher Leiter) 10

13 2 Organisation, Arbeitsweise und Geschäftsverlauf IUTA Organisation, Arbeitsweise und Geschäftsverlauf 2.1 Organisation und Arbeitsweise IUTA hat die Rechtsform eines eingetragenen Vereins. Der Verein ist als gemeinnützig anerkannt und betätigt sich dementsprechend auch überwiegend gemeinnützig. Sowohl für den gewerblichen als auch den gemeinnützigen Bereich versteht sich IUTA als unternehmerisch handelndes Institut, das das Ziel einer Verwertung der erarbeiteten FuE- Ergebnisse verfolgt. Öffentliche Förderung wird für Forschungs- und Entwicklungsprojekte angestrebt, deren Ergebnisse praxisrelevant sind und in der weiteren Betätigung von IUTA zu Erlösen durch Technologietransfer führen sollen. Insofern strebt IUTA auch bei gemeinnützigen Vorhaben und Vorhaben der industriellen Gemeinschaftsforschung stets Praxisnähe und eine enge Kooperation mit Industriepartnern an. Es sind im überwiegenden Maße Vorbereitungshandlungen für Auftragsforschungsprojekte in Zusammenarbeit mit Industrieunternehmen. Mitgliederversammlung Verwaltungsrat Prof. Dr.-Ing. D. Schramm Vorsitzender Universität Duisburg Essen H. Ellerbrock Stellv. Vorsitzender MDL Sprecher FDP-Fraktion Prof. Dr.-Ing. B. Neukirchen Stellv. Vorsitzender Vorstand/Geschäftsführung Wissenschaftliches Board Prof. Dr.-Ing. D. Bathen Wiss. Leiter und Wiss. Direktor Prof.-Dr.-Ing. D. Bathen Wiss. Leiter und Wiss. Direktor Vertretungsberechtigter Vorstand 26 BGB Prof. Dr.-Ing. K.G. Schmidt Wiss. Direktor Dr.-Ing. St. Haep Vorsitzender und Geschäftsführer Prof. Dr. rer. nat. C. Schulz Wiss. Direktor Dipl.-Volksw. G. Schöppe Stellv. Vorsitzender u. Geschäftsführer Prof. Dr.-Ing. H. Fissan Wiss. Direktor Dipl.-Ing. J. Schiemann Geschäftsführer sowie die Leiter der Bereiche Arbeitsbereiche Umwelttechnik Energieverfahrenstechnik Service Luftreinhaltung & Prozessaerosole Technische Thermodynamik & Gasaufbereitung Messstelle Dr.-Ing. St. Haep Dr.-Ing. E. Erich Dipl.-Ing. M. Beyer Luftreinhaltung & Filtration Energieversorgung & Wasserstoff-Technologie Forschungsanalytik PD Dr.-Ing. F. Schmidt Dr. rer. nat. St. Peil Dr.- rer. nat. T. Kiffmeyer Luftreinhaltung & Nachhaltige Nanotechnologie Nano-Energie- & Nanopartikelsynthese Entsorgungszentrum Dr. rer. nat. T. Kuhlbusch Prof. Dr. rer. nat. C. Schulz Dipl.-Ing. J. Schiemann Umwelthygiene & Analysetechnik Dr. rer. nat. T. Kiffmeyer Verwaltung & Projektmanagement Dipl.-Volkswirt G. Schöppe / Dipl.-Ing. J. Schiemann 11

14 2 Organisation, Arbeitsweise und Geschäftsverlauf IUTA 2007 Zum bestand der Vorstand des Instituts aus dem wissenschaftlichen Leiter sowie im Sinne des 26 Abs. 2 BGB den Geschäftsführern, die zusammen die Geschäfte des Instituts führen. Der Vorstand wird vom Wissenschaftlichen Board unterstützt, dem die von der Mitgliederversammlung berufenen wissenschaftlichen Direktoren und die Bereichsleiter des IUTA e. V. angehören. Zu den Aufgaben gehören die Sicherung der wissenschaftlichen Qualität der FuE-Vorhaben und die Gestaltung des Forschungsprogramms. 2.2 Geschäftsverlauf Die nachstehende Darstellung und Erläuterung des Geschäftsverlaufs im Geschäftsjahr 2007 ist im Wesentlichen eine gekürzte Fassung des Lageberichtes für das Geschäftsjahr 2007, der zusammen mit dem korrespondierenden Bericht über die Prüfung des Jahresabschlusses den zuständigen Gremien des IUTA e. V. zugeleitet wird. Besondere Ereignisse des Jahres 2007 Mit dem Geschäftsjahr 2007 konnte der IUTA e. V. den vorhandenen positiven Trend der Jahre 2005 und 2006 weiter fortsetzen und einschließlich Investitionen einen leichten Überschuss erwirtschaften. Diese erfreuliche Entwicklung spiegelt sich in der gesamtwirtschaftlichen Entwicklung von NRW und Deutschland, die die Aufschwungphase in diesem Zeitraum weiter fortgeführt hat, wider. Es standen sowohl von Seiten der öffentlichrechtlichen Fördermittelgeber als auch der Unternehmen ausreichende Mittel zur Realisierung der geplanten Forschungsvorhaben zur Verfügung. IUTA konnte dabei seine regionale, aber auch überregionale Vernetzung mit Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft stärken. So arbeitet das Institut aktuell aktiv mit allein 350 Unternehmen in NRW in Form von Auftragsforschungsprojekten und Messaufträgen zusammen, die mit der vorhandenen Kompetenz für Problemlösungen an vielen Stellen zu Innovationen und Investitionen bei den Unternehmen geführt haben. IUTA hat im Zuge des Übergangs der wissenschaftlichen Leitung von Herrn Prof. Dr.-Ing. Klaus Gerhard Schmidt auf Herrn Prof. Dr.- Ing. Dieter Bathen seine Führung gestrafft und eine den Alleinstellungsmerkmalen angepasste Struktur eingeführt, um somit die Basis für die weitere Entwicklung zu legen. Trotz Fokussierung auf zukunftsträchtige Kernthemen hat IUTA konsequent an der Verbreitung der Akquisitionsbasis gearbeitet und mit Erfolg Mittel bei den Zuwendungsgebern auf Länder- Bundes- sowie EU-Ebene eingeworben. Diese Streuung der Anträge bzw. Teilnahme an Ideenwettbewerben mindert die Risiken durch einseitige Abhängigkeit von einem Zuwendungsgeber und hat dazu geführt, dass IUTA das Jahr 2007 dazu nutzen konnte, die personellen Kapazitäten im Sinne eines organischen Wachstums weiter zu stärken. Mit der konsequenten Ausrichtung auf Spitzenleistung und Exzellenz ist es dem IUTA e. V. gelungen, vom Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie des Landes NRW die Förderzusage für zwei besonders hervorzuhebende Projekte einzuwerben. Hierbei handelte es sich zum einen um den "Aufbau eines Laboratoriums zum sicheren Umgang mit toxischen Nanopartikeln, Bioaerosolen sowie CMR-Substanzen". Die Fördersumme betrug rd. 1,2 Mio.. Zum anderen handelte es sich um die Einrichtung eines neuen Forschungsbereichs "Hochspezifische Nanopartikelsynthese" mit einem Fördervolumen von rd. 2,4 Mio.. Der überwiegende Teil dieser Projektmittel stand für Investitionen in Anlagen und Messgeräte sowie zur Modernisierung der Infrastruktur zur Verfügung, so dass IUTA auch in den kommenden Jahren die Chance hat, auf Spitzenebene am Wettbewerb um die besten Lösungsstrategien für aktuelle Probleme in den Bereichen Energieversorgung und Umweltschutz erfolgreich teilzunehmen. 12

15 2 Organisation, Arbeitsweise und Geschäftsverlauf IUTA 2007 Der Ausblick auf das Jahr 2008 ist somit e- benfalls positiv, aber auch nicht ohne Risiken, falls das Wirtschaftswachstum in Deutschland an Dynamik verliert. Nur durch die gesunde Mixtur aus vorwettbewerblicher Forschung, Auftragsforschung und messtechnischen Tätigkeiten kann der IUTA e. V. die Mehrkosten für zunehmende Anteilsfinanzierungen und verstärkten Zeitaufwand für administrative Aufgaben decken. Insbesondere die zunehmende Bürokratie bindet verstärkt Ressourcen. Eine vormals schlanke Verwaltung musste deutlich erweitert werden, um die Flut an Verwaltungsvorschriften und entsprechenden Controlling-Maßnahmen berücksichtigen zu können. Für die Qualität der bislang geleisteten Arbeiten spricht das Ergebnis einer vierwöchigen Vor-Ort-Prüfung des Instituts durch den Landesrechnungshof - es wurden keinerlei Mängel oder Beanstandungen aufgezeigt. Energie- und Umwelttechnik im Rahmen der gesamtwirtschaftlichen Entwicklung Wie in den vergangenen Jahren hat die deutsche und europäische Industrie außerordentlich hohe Investitionen in Maßnahmen zur Minderung und Vermeidung von Emissionen aus mobilen und stationären technischen Anlagen getätigt. Deutschland kommt hier im europäischen Raum sicherlich bislang eine Vorreiterrolle zu, die es zu Zeiten der Globalisierung der Märkte und des verstärkten Kostendrucks zu verteidigen gilt. Forciert durch die steigenden Energiepreise treten die Aspekte Ressourcenschonung, Energieeffizienz und allgemein die Umweltforschung immer mehr in den Vordergrund. Die Herausforderung besteht darin, technische Innovationen in kürzestmöglicher Zeit bis zur Marktreife und Etablierung im Zusammenspiel mit kleinen und mittelständischen Unternehmen sowie auch der Großindustrie voranzutreiben. Gerade wenn öffentliche Mittel zur Unterstützung der Forschung eingesetzt werden, stellt neben den Aspekten Innovationsgehalt, Marktpotenzial, Perspektiven für Erhalt und Schaffung neuer Arbeitsplätze auch der Transfer der Ergebnisse in die Praxis ein mehr und mehr entscheidendes Kriterium für eine Förderung dar. IUTA stellt sich diesem Anspruch, indem die Mitarbeiter aktiv auf die Unternehmen zugehen und Hilfestellungen leisten, die erarbeiteten Ergebnisse der vorwettbewerblichen Forschungsprojekte, z. B. im Rahmen von Auftragsforschungsprojekten, zielgerichtet für einzelne Unternehmen aufzubereiten und gemeinsam eine Entwicklung neuer Produkte bis hin zur Demonstrationsreife zu führen. Bedingt durch die Praxisnähe stellen Ökologie und Ökonomie seit Gründung des IUTA e. V. keine unvereinbaren Gegensätze dar, sondern sind für das Institut die 2 Seiten einer Medaille, die unter den jeweiligen Randbedingungen zu einem erfolgreichen Ausgleich gebracht werden. Die Marktbeobachtung gehört damit auch zu den Kernkompetenzen der Mitarbeiter und ermöglicht somit eine Einschätzung für die zeitliche Reife der Umsetzung einer technischen Innovation. Die Nähe zum Kunden ist daher unabdingbar und ein Markenzeichen des Instituts, welches sich sowohl als Forschungs- als auch als Prüf- bzw. Analytik-Dienstleister versteht. In diesem Zuge wurden 2007 weitere Anstrengungen zur Verbesserung der technischen Ausstattung im Bereich der Prüfstände und des Analytiklabors vorgenommen. In der technischen Exzellenz hat IUTA, gewachsen seit nunmehr 19 Jahren, eine professionelle Organisationsstruktur entwickelt und diese den Anforderungen immer wieder neu angepasst. Teams von in der Regel zehn oder mehr wissenschaftlichen bzw. technischen Mitarbeitern betreuen die öffentlich geförderten und gewerblichen FuE- Aufgaben, ergänzt durch eine bekanntgegebene Messstelle mit ihrer analytischen Kompetenz, die mittlerweile ihre Anerkennung auch im Bereich der Emissionsmesstechnik ausgeweitet hat. Durch die thematische Fokussierung auf die tradierten Kernthemen ist 13

16 2 Organisation, Arbeitsweise und Geschäftsverlauf IUTA 2007 IUTA in der Lage, auch größere Projekte mit der erforderlichen Manpower durchzuführen. Die Bereiche sind hierzu so aufgestellt, dass auch kurzfristig unhierarchisch professionelle Teams gebildet werden können. Insgesamt gliedert sich der IUTA e. V. in 11 Bereiche innerhalb der 3 Arbeitsgebiete Umwelttechnik, Energieverfahrenstechnik und Service. IUTA gewinnt durch diese Struktur die Beweglichkeit, beispielsweise städtische Luftmessnetze zu betreuen, bundesweite Pharmamonitorings als auch mehrwöchige Intensivmesskampagnen an großtechnischen Versuchsanlagen durchzuführen. Die Vorzüge dieser Struktur spiegeln sich im wirtschaftlichen Erfolg wider. Im Zuge der Exzellenzdiskussion wird der IUTA e. V. seine Alleinstellungsmerkmale weiter ausbauen und dabei auch weitere strategische Partnerschaften wie z. B. mit Arbeitsgruppen der umliegenden Universitäten eingehen. Die Universität Duisburg-Essen nimmt in diesem Kontext durch die Verflechtung mit der dortigen Fakultät für Ingenieurwissenschaften eine exponierte Rolle ein. IUTA hat seine Aktivitäten in Richtung Bildung nationaler und internationaler Netzwerke weiterhin verstärkt und sich auch als Konsortialführer an mehreren Ausschreibungen im 7. Rahmenprogramm der EU beteiligt. Vor dem Hintergrund der aufgezeigten Potenziale sind die Perspektiven für das Jahr 2008 und darüber hinaus optimistisch zu beurteilen. Dies setzt voraus, dass IUTA - wie bislang - am Ausbau seiner Stärken festhält und parallel dazu die Politik verlässliche Rahmenbedingungen schafft, die für ein Institut mit einem Personalstamm von inzwischen über 100 Mitarbeitern, welches trotz einer verstärkt gewerblichen Orientierung sich überwiegend aus der Einwerbung von öffentlichen Mitteln - dies auch im Wettbewerb - finanziert, zum erfolgreichen Agieren und Wirtschaften notwendig sind. 14 Umsatz- und Auftragsentwicklung IUTA erreichte im Jahre 2007 mit einem Ergebnis (vor Abschreibungen) in Höhe von +578 T (gegenüber +432 T in 2006) ein zufrieden stellendes Geschäftsergebnis. Aus Umsätzen, öffentlichen und privaten Zuwendungen, sonstigen betrieblichen Erträgen sowie Veränderungen an unfertigen Leistungen erzielte IUTA im Jahre 2007 ein Einnahmevolumen von rd. 7 Mio. (gegenüber 5,7 Mio. in 2006). Die Aufwendungen im Jahr 2007 betrugen rd. 6,4 Mio.. Sie sind gegenüber dem Vorjahr (rd. 5,2 Mio. ) deutlich gestiegen, vornehmlich im Personalbereich. Die Erlöse aus Auftragsforschung, öffentlich geförderter gemeinnütziger Forschung und industrieller Gemeinschaftsforschung, aus Auftragsanalytik und Qualifizierungsmaßnahmen, aus Beratungs- und Veranstaltungstätigkeit lagen mit rd. 4,7 Mio. im Jahr 2007 um 0,2 Mio. über dem Niveau des Vorjahres. Die Zuwendungen des Fördervereins des Instituts für Energie- und Umwelttechnik beliefen sich im Jahr 2007 auf 24 T. Sie sind nach wie vor eine Hilfe, um Wettbewerbsnachteile gegenüber institutionell geförderten Konkurrenz-Instituten sowie Standortnachteile auszugleichen, "Eigenanteile" für öffentlich geförderte Projekte verfügbar zu haben und neue Arbeitsfelder erschließen zu können. Der Bereich des wirtschaftlichen Geschäftsbetriebes und des Zweckbetriebes (Auftragsforschung, Auftragsanalytik und Beratungstätigkeit) ist 2007 im Vergleich zum Gesamterlös annähernd konstant geblieben. Gleiches gilt dem entsprechend für den ideellen (nicht unternehmerischen) Bereich des IUTA e. V. Unter den Zuwendungen und Zuschüssen für Leistungen, die im gemeinnützigen Bereich und im Bereich des Zweckbetriebes erbracht wurden, hatten 2007 wesentlichen Anteil vor allem die Förderung von Projekten der EU, aus dem Bereich des Europäischen Sozial-

17 2 Organisation, Arbeitsweise und Geschäftsverlauf IUTA 2007 fonds sowie Projekte der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF und ProInno), für die Mittel des Bundesministeriums für Wirtschaft über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke e. V." (AiF) zur Verfügung stehen. Im Berichtsjahr wurden von IUTA 4 Veranstaltungen über den "Sicheren Umgang mit hochwirksamen Medikamenten" durchgeführt. Weiterhin hat ein Wissenschaftliches Kolloquium mit dem Thema "Potenziale und Anwendungen der Hochtemperatur-HPLC - Neue innovative Kopplungstechniken" stattgefunden. An einem vom IUTA e. V. veranstalteten Treffen "Feinstaubforschung in NRW" haben sämtliche Landesämter und Forschungsinstitutionen aus NRW mit dem Ziel eines Austauschs über zukünftige Planungen im Bereich der Feinstaubforschung teilgenommen. Die Landesregierung hat einer Veröffentlichung der Broschüre mit dem Titel "Feinstaubforschung in NRW" durch das LANUV mit dem IUTA e. V. als Mitherausgeber zugestimmt. Qualifizierungsmaßnahmen mit ca. 30 Teilnehmern zu dem Thema "Zerlegewerkstatt für beeinträchtigte Arbeitnehmer" haben ebenfalls zu den Umsätzen beigetragen. Die Teilnehmer wurden im Rahmen der Programme auch in die innovativen Technologien des Instituts eingearbeitet und konnten praktische Erfahrungen in externen Betrieben sowie im Rahmen laufender Forschungsprojekte sammeln. Darüber hinaus hat IUTA zusammen mit dem Berufskolleg Dinslaken eine modulare Berufsausbildungsform entwickelt, von der IHK zertifizieren lassen und erprobt diese zurzeit mit einer Gruppe von 40 Jugendlichen. IUTA hat sich in den entwickelten Arbeitsschwerpunkten einen guten Ruf und damit Akquisitionspotenzial erworben. An technisch und wirtschaftlich erfolgversprechenden neuen Entwicklungsideen mangelt es nicht, ebenso nicht an Projektanträgen, die sich in der Bewilligung, in der Begutachtung oder in Vorbereitung befinden. Die bestehende Auftragslage und die für Vorhaben bereits erteilten bzw. in Aussicht gestellten Zuwendungen und Aufträge versprechen für das Jahr 2008 eine gute Auslastung der Institutskapazitäten. Die Laufzeiten der bereits bewilligten Projekte und Zuwendungen reichen zum Teil bis ins Jahr Die Raumkapazitäten des IUTA-eigenen Gebäudes sind durch die gestiegene Anzahl der Mitarbeiter wie auch die Untervermietung von Labor- und Büroflächen ausgelastet. Anstrengungen, ähnliche Einrichtungen wie IUTA im Gebäudekomplex mit anzusiedeln, haben inzwischen Früchte getragen. Neben dem Ausbau des Technikums des Center for Desalination Research and Capacity Building e. V. (Ce-Des) wird voraussichtlich im Herbst 2008 der Aufbau dreier neuer Technikumsanlagen zur hochspezifischen Nanopartikelsynthese abgeschlossen. Mitarbeiter Am waren am Institut für Energieund Umwelttechnik einschließlich der wissenschaftlichen Direktoren 120 Mitarbeiter beschäftigt. Des Weiteren erhielten im Berichtsjahr weitere rd. 70 Personen im Rahmen von ABM- und Qualifizierungsmaßnahmen eine praxisbezogene Fortbildung. Den Hauptanteil der IUTA-Mitarbeiter stellen mit 55 Personen wissenschaftliche Angestellte mit Universitäts- bzw. technischem Hochschulabschluss sowie Fachhochschulabschluss. An technischem Personal stehen IUTA 23 Mitarbeiter zur Verfügung. Das Institut beschäftigt 2 Auszubildende im Bereich der chemischen Analytik und ist in diesem Bereich von der IHK geprüfter und damit nach Berufsbildungsgesetz anerkannter Ausbildungsbetrieb. Im Rahmen einer Kooperation mit der Universität Duisburg-Essen wurde 1 Auszubildender im Bereich Buchhaltung/ Rechnungswesen betreut. 15

18 2 Organisation, Arbeitsweise und Geschäftsverlauf IUTA 2007 Qualitätssicherung im Bereich der Analytik Der Qualitätssicherung wurde 2007 wiederum ebenso große Aufmerksamkeit gewidmet wie der Unfallverhütung und der Sicherheit am Arbeitsplatz sowie der Sorgfalt bei der Probenahme und Auftragsabwicklung bei Kunden usw. Durch entsprechende Vorkehrungen konnte die positive Bilanz der vergangenen Jahre auch im Berichtsjahr fortgesetzt werden. Im Jahre 2007 ereigneten sich zwei meldepflichtige Betriebsunfälle. Die mit Gefahrstoffen umgehenden Mitarbeiter werden regelmäßig über den ordnungsgemäßen Umgang mit diesen Stoffen belehrt. Die bislang zusätzlich durchgeführten ärztlichen Untersuchungen dieser Mitarbeiter zeigten diesbezüglich keine Befunde. Bedeutsam war auch 2007 die erfolgreiche Teilnahme an wichtigen Ringversuchen, womit die Zulassungen der Messstelle gesichert werden. IUTA darf in allen Medien und für alle Stoffgruppen Messungen bzw. Analysen gemäß 26, 28 BImSchG durchführen. Die Bekanntgabe als Messstelle nach den 26, 28 BImSchG gilt für NRW, Baden Württemberg und Rheinland Pfalz. Eine wichtige Ergänzung für die gutachterlichen Tätigkeiten in der Entsorgungsbranche ist die Zulassung als Prüfstelle im Sinne der TA Luft , , welche IUTA als zurzeit einziges Unternehmen in NRW erlangt hat. Die Zerlegewerkstatt für Massengüter, die nach 4. BImSchV als Abfallbehandlungsanlage genehmigt ist, wurde 2007 zum 4. Mal in Folge ohne Beanstandung gemäß Entsorgungsfachbetriebe-Verordnung zertifiziert. Die Kompetenz hinsichtlich des Umgangs mit Asbest ist durch die Stellung eines geprüften und behördlich anerkannten Asbest-Sachkundigen dokumentiert. Die von IUTA seit mehr als 10 Jahren regelmäßig durchgeführten Fortbildungsveranstaltungen "Sicherer Umgang mit Zytostatika" werden inzwischen gemäß den Richtlinien für zertifizierte Fortbildungen u. a. von der Apothekerkammer Nordrhein mit entsprechenden Punkten für die Teilnahme anerkannt. Dies gilt auch für die Aufsichtsgremien einiger anderer Regionen Deutschlands. Interne Audits und die Teilnahme an freiwilligen Arbeitskreisen zur Qualitätssicherung runden das Spektrum der Maßnahmen zur Sicherung der Qualität der Analysenleistungen ab. Forschung und Entwicklung Die Arbeitsbereiche des Instituts spiegeln sich in den Ausrichtungen der Arbeits- und Projektgruppen wider. Über die einzelnen Arbeiten und die Entwicklung von Tätigkeitsschwerpunkten wird in einem gesonderten Tätigkeitsbericht ausführlich informiert. Labor- und Technikumsanlagen sind, von wenigen Ausnahmen abgesehen, im Jahr 2007 umfangreich erneuert worden und entsprechen dem Stand der Technik. Bislang konnten erforderliche Ersatzinvestitionen rechtzeitig getätigt werden. Neuinvestitionen in Geräte und Anlagen kamen entsprechend des Projektbedarfs hinzu. Produktionen von Produkten, Geräten oder Maschinen erfolgen bei IUTA nicht. Allenfalls werden Prototypen, meist mit Partnern oder Zulieferern, erstellt. Das Betätigungsfeld des IUTA e. V. ist anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung sowie Transfer von Wissen in Form von Publikation, Beratung, Schulung und Vortragstätigkeit. Während die Forschungs- und Entwicklungstätigkeit mittelfristig stattfindet, ist die eigentliche Transfertätigkeit längerfristig angelegt und reicht i. d. R. über die Laufzeit eines geförderten FuE-Projektes hinaus. Sie zielt letztlich auf die Umsetzung von FuE- Ergebnissen in konkrete Produkte und Verfahren. 16

19 2 Organisation, Arbeitsweise und Geschäftsverlauf IUTA 2007 So wurden 2007 wieder zahlreiche in den Vorjahren begonnene Arbeiten fortgeführt und / oder abgeschlossen, neue Projekte in Angriff genommen und neue Arbeitsfelder erschlossen. Alles in allem handelt es sich um eine Vielfalt von Themen, die organisch gewachsen sind und die mit entsprechenden Ergebnissen und erarbeiteten Lösungen wachsen. Die Mittel für diese Arbeiten wurden von zahlreichen Bundes- und Landesministerien, deren Projektträgern oder nachgeordneten Behörden, von Stiftungen, von der EU, von zahlreichen kommunalen Auftraggebern sowie in zunehmendem Maße von Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft zur Verfügung gestellt. Die konkrete Umsetzung von FuE- Ergebnissen in neue und bessere Produkte von Industriepartnern ist im Berichtsjahr deutlich gestiegen. 2.3 Förderverein des Instituts für Energie- und Umwelttechnik e. V. (FVEU) 1989 hatten sich die Mitinitiatoren der Gründung von IUTA aus dem Kreis der insbesondere in NRW ansässigen privaten und öffentlichen Wirtschaft parallel zur Gründung von IUTA e. V. im Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik (VEU) zusammengefunden, um den Aufbau und die Arbeit des Instituts tatkräftig zu unterstützen. Der Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik hat seither durch seine umfangreiche finanzielle Unterstützung von IUTA im Bereich der praxisnahen Umweltforschung einen besonders beispielhaften Beitrag durch finanzielle Zuwendungen und auch personelle Beratungsunterstützung beim Aufbau des Instituts geleistet. Im Laufe der zurückliegenden Jahre hat sich die Mitgliederstruktur entsprechend den Aufgaben und Arbeitsgebieten und gemäß den strukturellen Änderungen in der nordrhein-westfälischen Wirtschaft gewandelt. Die IUTA fördernden Mitglieder arbeiten heute überwiegend sehr eng mit IUTA zusammen und haben ihren Firmensitz nicht mehr ausschließlich in NRW. Der VEU hat seit 1990 als 2. Vereinszweck die Förderung und Organisation der industriellen Gemeinschaftsforschung auf dem Gebiet der Energie- und Umwelttechnik verfolgt. Seit 1991 ist der Verein Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke e. V." (AiF) und vertritt dort den genannten Bereich. Er nimmt damit an der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit geförderten industriellen Gemeinschaftsforschung teil, hat aber in diesem Zusammenhang nie ausschließlich IUTA gefördert. Inzwischen partizipieren etwa 40 Forschungsstellen aus nahezu allen Bundesländern an der vom VEU organisierten "Industriellen Gemeinschaftsforschung" (IGF), wobei ein finanzielles Volumen von über 4,3 Mio. umgesetzt wird. Der Bereich der industriellen Gemeinschaftsforschung hat damit ein Gewicht erhalten, der es nahe legte, die beiden Vereinszwecke, auch was die Rechtsperson betrifft, zu trennen. Aus diesem Grunde wurde im Jahre 2002 eine Trennung in zwei Vereine vollzogen und dem neu gegründeten FVEU durch Satzungsänderung die Förderung von IUTA übertragen, während der ursprüngliche Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik e. V. (VEU) seitdem ausschließlich die Organisation der industriellen Gemeinschaftsforschung wahrnimmt. Die Förderung des Instituts für Energie- und Umwelttechnik e. V. (IUTA) ist nun zentrale Aufgabe und einziger Vereinszweck des FVEU, dessen Mitglieder entsprechend einer Regelung in der Satzung des IUTA e. V. auch zugleich Mitglieder des IUTA e. V. sind, ohne weitere Zahlungsverpflichtungen. Der FVEU wird von Herrn Dr. Steudle als Vorsitzendem und Herrn Dr.-Ing. Haep als Geschäftsführer geführt. 17

20 3 Kompetenzen der Bereiche IUTA Kompetenzen der Bereiche - expertise of departments Umwelttechnik Luftreinhaltung & Prozessaerosole Dr.-Ing. St. Haep Gas cleaning technologies & Aerosol technology Dr.-Ing. St. Haep Luftreinhaltung & Filtration PD Dr.-Ing. F. Schmidt Air Pollution Control & Filtration PD Dr.-Ing. F. Schmidt Sorptive und mechanische Gasreinigungstechnologien Molekulare u. partikuläre Kontaminationen Ausbreitungsrechnungen Arbeitsplatzbezogene Luftreinhaltetechnologien Numerische Mehrphasen- Strömungssimulation Olfaktometrie Sorption and mechanical technologies Molecular and particulate contaminations Dispersion Modelling Workplace related air purification technologies Computational fluid dynamics and CFD modelling Olfactometry Filterprüfung, bspw. DIN Prüfinstitut für Anlagen zur Luftreinhaltung und Filtration Geruchsfilter-Prüfstand Adsorption von Schadgasen bei variabler Feuchte und Temperatur Aerosole: elektrost. Aufladung und Neutralisierung Modellierung: Aerosoldeposition, Dünnschichtadsorption Air filter testing, e.g. DIN Laboratory for testing of air conditioning and filtration facilities Test facility for odour-filters Adsorptive gas separation at adjustable temperature and relative humidity Aerosols: electrostatic charging and neutralisation Modelling: aerosol deposition, thin film adsorption processes Luftreinhaltung & Nachhaltige Nanotechnologie Air Quality & Sustainable Nanotechnology Umwelthygiene & Analysetechnik Environmental Medicine & Analytical Chemistry Dr. rer. nat. T. Kuhlbusch Dr. rer. nat. T. Kuhlbusch Dr. rer. nat. T. Kiffmeyer Dr. rer. nat. T. Kiffmeyer Luftqualität, Exposition und Gesundheit Nachhaltige Nanotechnologie und Nanopartikelkontamination Chemische und physikalische Charakterisierung Quellenidentifizierung und atmosphärische Prozesse Nanopartikel und Exposition an Arbeitsplätzen Partikelmesstechnik Sustainable nanotechnology and nanoparticle contamination Chemical and physical characterization Source apportionment and atmospheric processes Nanoparticles and exposition at workplaces Particle measurement technology Arbeitsschutzrelevante Pharmazeutika (Zytostatika) Arzneimittel in der Umwelt Abwasser- und Abluftbehandlung Innovative Chromatografische Verfahren Innenraumhygiene Fort- und Weiterbildungen, Inhouse-Schulungen, Hazardous pharmaceuticals (cytostatic drugs) Pharmaceuticals in the environment Waste water and exhaust air treatment Innovative chromatographic techniques Indoor air quality Advanced training, Inhouse-training, Energieverfahrenstechnik Technische Thermodynamik & Gasaufbereitung Dr.-Ing. E. Erich Technical Thermodynamics & Gas Processing Dr.- Ing. E. Erich Energieversorgung & Wasserstoff- Technologie Dr. rer. nat. St. Peil Energy Supply & Hydrogen Technology Dr. rer. nat. St. Peil Katalytische Gasaufbereitung Absorptive Gasreinigung Energetische Verwertung von Biomasse Managementsysteme in Industrie und Einrichtungen des Gesundheitswesens Fort- und Weiterbildungen Umwelt- und Arbeitsschutz FuE-Dienstleistungen, Beratungen, Gutachten Catalytic gas treatment Gas cleaning by absorption Energetic recovery of biomass Management systems in industry and medical service Further education environmental protection and maintenance of industrial health and safety standards Research and development services, proceedings, surveys PEM-Brennstoffzellentechnologie Brenngaserzeugung für Brennstoffzellen Wasserstoffspeicher für Brennstoffzellen Biomassenutzung zur Energieerzeugung Abscheidung von CO 2 aus Rauchgasen Rationelle Energienutzung PEM-fuel cell technology Fuel gas generation for fuel cells Hydrogen storage for fuel cells Biomass utilization for energy generation Capture of CO 2 from flue gas Energy efficiency Nano-Energie- & Nanopartikelsynthese Nano-Energy & Nano Particle Synthesis Prof. Dr. rer. nat. C. Schulz Prof. Dr. rer. nat. C. Schulz Hochspezifische Nanopartikel- Synthese Synthesis of Highly Specific Nanoparticles 18

21 3 Kompetenzen der Bereiche IUTA 2007 Service Messstelle Measurement and Testing Forschungsanalytik Research Analysisl Dipl.-Ing. M. Beyer Dipl.-Ing. M. Beyer Dr. rer. nat. T. Kiffmeyer Dr. rer. nat. T. Kiffmeyer Emissionsmessungen BImSchG Immissionsmessungen BImSchG Feinstaub PM 10, org., anorg Gase, EC/OC, NCBA Arbeitsplatzmessungen nach TRGS Messung der Partikelgrößenverteilung in industriellen Abgasen Druckluftfilteruntersuchungen REM-Untersuchungen BET Oberflächenuntersuchung Measurement of emission Measurement of immission Measurements at working place Measurement of particle concentrations in industrial waste gases Filter tests for cleaning of compressed air Determination with slow scanning electronic microscope BET surface analysis PharmaMonitor Analysis-Cleaning-Training Flüssigkeits- und Gas- chromatografie sowie Kopplungstechniken Sensor- und Schnelltestentwicklung Methodenentwicklung und Spezialanalytik für FuE Anwendungen PharmaMonitor Analysis-Cleaning-Training Liquid and gas chromatography and hyphenation techniques Sensor and point of care test development Method development and Specialised analytical methods for R&D applications Entsorgungszentrum Dipl.-Ing. J. Schiemann Waste Tretament & Recycling Center Dipl.-Ing. J. Schiemann Recycling von Massengütern Begutachtung und Bilanzierung von Kühlgeräteentsorgungsanlagen Aufbereitung technischer Kunststoffe Ausbildung im Bereich Umweltund Kreislaufwirtschaft Untersuchungen von Shredderleichtfraktionen Wasserentsalzung Recycling of bulk material Survey and evaluation recycling plants for cooling units Processing and treatment of technical plastics Education and training environment and recycling management Analysis of shredder light fractions Water desalination 19

22 3 Kompetenzen der Bereiche IUTA 2007 Bereich: Geschäftsfeld: Department: Bereichsleitung / unit head: Luftreinhaltung & Prozessaerosole Umwelttechnik Gas cleaning technologies & Aerosol technology Dr.-Ing. Stefan Haep (-204), haep@iuta.de Sorptive und mechanische Gasreinigungstechnologien Absorptive Gasreinigung (Bsp. HCl- Wäsche, SO 2 -Wäsche), Aerosolbildung und Abscheidung in der nassen Rauchgaswäsche, Effizienz von Tropfenabscheidern, Quecksilberabscheidung aus Rauchgasen, Adsorption von gasförmigen Schadstoffen an Aktivkohle, Engineering und Begutachtung der Gasreinigung von MVA s Molekulare und partikuläre Kontamination Messungen partikulärer Kontaminationen, Geräteentwicklung (z. B. Staubsensor), Verfahrensentwicklung (physikalische Einbindung von Zytostatika mittels Gelen, Anlagenreinigungstechnologie für pulverförmige Produkte, Reduzierung der Asbestkonzentration) Ausbreitungsrechnungen Immissionsprognosen nach TA Luft; Emissions-Immissionsbeziehung, Deposition, Quellstärkenbestimmung: industrielle Anlagen, Verkehrsemissionen; Inverse Ausbreitungsrechnung, diffuse Emissionen, Einsatz numerischer Modelle: AUSTAL2000, MISKAM, FDM, cfd; Gutachtenerstellung Arbeitsplatzbezogene Luftreinhaltetechnologien Minderungsmaßnahmen (Katalytisch aktive Filter), Geräteentwicklungen (Staub- und Partikelmessgeräte), Prüfmethoden (Rückhaltevermögen von Sicherheitswerkbänken), Forschung (Sublimation von Gefahrstoffen) Numerische Mehrphasen- Strömungssimulation Simulation (in-)stationärer Strömungsvorgänge; Modellierung der Partikeldynamik nach Lagrange und Euler (Diffusion, Impaktion, Thermo- und Elektrophorese, Koagulation, Nukleation, Kondensation); Mehrphasensimulation von Wärmeund Stofftransport bzw. chemischen Reaktionen; Entwicklung von Subroutinen zur spezifischen Anpassung der CFD- Software Olfaktometrie Geruchsmessung nach VDA 270 und DIN EN 13725; Geruchsanalytik (GC-MS- Sniffing, Chemometrie); Methodenentwicklung sensorische Geruchserkennung; olfaktometrische Bewertung von Filtersystemen; Methodenentwicklung für die olfaktometrische Materialbewertung; Rechnung zur Geruchsausbreitung mit AUSTAL2000G; Forschungsarbeiten und Gutachten Sorption and mechanical technologies Absorptive gas cleaning, heat and mass transfer in scrubbers, effective droplet separation, aerosol formation and separation in chemical (process) engineering, mercury removal from waste gas, adsorption (kinetics) of organic and inorganic substances on activated carbon, engineering and evaluation of gas cleaning devices with focus incineration plants Molecular and particulate contaminations Measurement of particulate contaminations, development of equipment (sensor for charging control of particles), process development (binding of cytotoxic drugs using gelatine, cleaning technology for powdery products, reduction of asbestos contaminations) Dispersion modelling Source emissions rate estimation in legal air quality and emission control, e. g. according to TA Luft, Dispersion modelling, deposition, Industrial plants, street areas, Fugitive dust emissions Modelling software: AUSTAL2000, MISKAM, FDM, cfd applied Research and Expertise Workplacerelated air purification technologies Reduction procedures (Catalytic active filters), Device developments (Dust- and particle analysers), Test methods (Protection factor of safety cabinets), Research (Sublimation of hazardous substances) Computational fluid dynamics (CFD)- modelling Modelling of steady and unsteady flows; Simulation of particle dynamics (Lagrange an Euler) including diffusion, impaction, thermo- and electrophoresis, coagulation, nucleation und condensation; Multiphase simulation of heat transfer, mass transfer and chemical reactions; Individual adjustment of the CFD-software by custom issued subroutines Olfactometry Olfactometric measurement (VDA 270 und DIN EN 13725); odour analytic (GC- MS-Sniffing, Chemometriy); R&D: sensory odour detection, Validation of odour reduction methods, olfactometric validation of filtersystems, methods for the olfactometric validation of materials; Dispersion modelling for odour with AUSTAL2000G; Applied research and expertises Contact person: Dipl.-Ing. Margot Bittig (-257) bittig@iuta.de Dipl.-Ing. Jörg Lindermann (-105) lindermann@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. Heinz Kaminski (-105) kaminski@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. Achim Hugo (-257) hugo@iuta.de Dipl.-Ing. Thomas Engelke (-131) engelke@iuta.de Contact person: Dr.- Ing. Siegfried Opiolka (-255) opiolka@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. Till van der Zwaag (-131) vanderzwaag@iuta.de Dipl.-Ing. Thomas Engelke (-131) engelke@iuta.de Contact person: Dipl. Chem. Hartmut Finger (-220) finger@iuta.de 20

23 3 Kompetenzen der Bereiche IUTA 2007 Bereich: Luftreinhaltung & Filtration Geschäftsfeld: Umwelttechnik Departement: Air Pollution Control and Filtration Bereichsleitung / unit head: PD Dr.-Ing. Frank Schmidt ( ), f.schmidt@iuta.de Filterprüfung Partikelfiltration, z. B. Kfz-Innenraumfilter, DIN 71460, Teil 1, Fraktionsabscheidegradbestimmung, Standzeitprüfung, Differenzdruckbestimmung, Pollenabscheidung, Gasfiltration, Prüfung von adsorptiven Filtermedien, z. B. Kfz-Innenraumfilter DIN 71460, Teil 2, Prüfung von konfektionierten Filtern, Schüttungen, flat sheets, Prüfung bei Temperaturen bis 100 C und relativen Luftfeuchten bis ca. 100 % Prüfinstitut für Anlagen zur Luftreinigung und Filtration Untersuchung der Partikelabscheidung durch z. B. Zyklone, Koaleszer, Raumluftreiniger, Staubsauger, Dieselrussabscheidung, Entwicklung von Prüfmethoden zur Beurteilung von techn. Systemen/ Anlagen Geruchsfilter-Prüfstand Dieselabgastest (Geruchsminderung durch Filtersysteme); Entwicklung eines Standardverfahrens zur Geruchsabscheidung an Dünnschichtfiltern; Simultanmessung zur Geruchs- und Partikelabscheidung von Dieselabgasaerosolen Adsorptive Gasreinigung Untersuchungen zum Adsorptionsgleichgewicht und zur Adsorptionskinetik mit der Strömungsmethode, Aufnahme von Durchbruchskurven, zyklische Adund Desorptionsprozesse, Mehrkomponentenadsorption, Adsorptive: organische Komponenten, z. B. Toluol, n-butan, Methylethylketon, anorganische Komponenten; z. B. Stickoxide, Schwefeldioxid, Ozon, Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Adsorptionsbedingungen: Konzentration bis herunter zum Immissionsbereich, Normaldruck Aerosole Generierung und Charakterisierung von Aerosolen, elektrostatische Aufladung und Neutralisation von Partikeln, bipolare Auflader, Vermessung von Ladungsverteilungen und Einzelpartikelladungen, Konzeptionierung von Ionenaufladern/Koronaentladung Modellierung Partikeldynamik und deposition, dynamische Adsorptionprozesse in Festbetten Filter testing Particle filtration, e. g. cabin air filters DIN 71460, part 1, determination of fractional collection efficiency, service life testing, measurement of pressure difference, gas filtration, e. g. cabin air filters DIN 71460, part 2, testing of filters, packed beds, flat sheets, testing at temperatures up to 100 C and relative humidities up to 100 % Laboratory for testing of air conditioning/ filtration facilities Examination of particle separation in e. g. cyclones, coalescers, air cleaners or vacuum cleaners, development of testing methods for evaluation of equipment Test facility for odour-filters Diesel exhaust test (odour reduction by filter systems); development of a standard method for odour reduction by thin layer filters; simultaneous measurement of the odour- and particle separation from diesel exhaust aerosols Adsorptive gas separation Adsorption equilibrium and kinetics by fixed bed method, determination of breakthrough curves, cyclic ad- and desorption processes, multicomponent adsorption, adsorptives: organic compounds; e. g. toluene, n-butane, methylethylketone, inorganic compounds e. g. sulphur dioxide, ozone, hydrogen sulphide, nitric oxide, ammonia, adsorption conditions: concentrations down to immission control, ambient pressure Aerosols Generation and characterisation of aerosols, electrostatic charging/ neutralisation of particles, bipolar chargers, measurement of charge distributions and of single particle charge, development of ion charger/corona discharge Modelling Particle dynamics and deposition, dynamic adsorption processes in fixed beds Contact person: Dipl.- Ing. Georg Lauber (-106) lauber@iuta.de Dipl.- Ing. Uta Sager ( ) sager@iuta.de Dipl.- Ing. Eckhard Däuber (-154) daeuber@iuta.de Contact person: Dipl. Chem. Ing. Gerhard Rapp (-219) rapp@iuta.de Dipl.- Ing. Achim Breidenbach ( ) achim.breidenbach@uni-due.de Contact person: Dipl. Chem. Hartmut Finger (-220) finger@iuta.de Contact person: Dipl.- Ing. Uta Sager ( ) sager@iuta.de Dipl.- Ing. Georg Lauber (-106) lauber@iuta.de Contact person: Dipl.- Ing. Achim Breidenbach ( ) achim.breidenbach@uni-due.de Dipl.-Lab.-Chem. Gerhard Rapp (-219) rapp@iuta.de Contact person: Dipl.- Ing. Achim Breidenbach ( ) achim.breidenbach@uni-due.de 21

24 3 Kompetenzen der Bereiche IUTA 2007 Bereich: Geschäftsfeld: Department: Bereichsleitung / unit head: Luftreinhaltung & Nachhaltige Nanotechnologie Umwelttechnik Air Quality & Sustainable Nanotechnology Dr. rer. nat. Thomas. A. J. Kuhlbusch (-267), tky@iuta.de Luftqualität, Exposition und Gesundheit Messung von z. B. Partikeleigenschaften, wie Massen-, Oberflächen- und Anzahlkonzentrationen sowie deren Größenverteilungen in Emissionen und Immissionen; diffuse Emissionen; Bewertung der Exposition und Zusammenarbeit mit Toxikologen Quellenidentifizierung und atmosphärische Prozesse Luv-/Lee-Messungen, Rückwärtstrajektorien, Multivariate Statistik, Positiv Matrix Faktorisierung; Partikeltransport, Umwandlung von Nitraten und Sulfaten, atmosphärenchemische Prozesse Air quality, exposure and health Measurement of particle properties, including mass, surface area and number concentrations, size distributions in ambient air and emission; diffusive emission; exposure assessment and collaboration with toxicologists Source apportionment and atmospheric processes Upwind/downwind measurement, backward trajectories, multivariate statistics, positive matrix factorisation; Particle transport, conversion of nitrate and sulphate, atmospheric chemistry Contact person: Dr. rer. nat. Astrid John (-214) johnas@iuta.de Dipl.-Ing. Achim Hugo (-257) hugo@iuta.de Contact person: Dr. rer. nat. Ulrich Quass (-214) quass@iuta.de Dr. rer. nat. Astrid John (-214) johnas@iuta.de Partikelmesstechnik Entwicklung von Impaktoren für Emission und Immission; personengebundenen Messgeräten; Expositionsmessgeräten, Submikron-Partikeldepositionssensor, Messtechnik für Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) Chemische und physikalische Charakterisierung Chemisch: Anorganische und organische Inhaltsstoffe, Einzel- und Bulkanalysen; physikalisch: Anzahlgrößenverteilung (SMPS; FMPS, APS); Partikelmassenkonzentration diskontinuierlich (Filtersammler) und kontinuierlich (TEOM); Anzahlkonzentration (CPC); Rußkonzentration (Aethalometer); lungendeponierte Oberflächenkonzentration (NSAM) Nachhaltige Nanotechnologie und Nanopartikelkontamination Bestimmung der Emissionen und Immissionen; Wirkung von Nanopartikeln auf Mensch und Umwelt; Messung und Modellierung von Nanopartikelkontamination auf kritischen Oberflächen (z. B. in der Halbleiterindustrie) bei Normal- und Unterdruck Nanopartikel und Exposition an Arbeitsplätzen Bestimmung luftgetragener Nanopartikelkonzentrationen, personenbezogene Messungen; Agglomeratstabilitäten, Partikeloberflächenkonzentrationen, Expositionsbeurteilungen, Hygroskopizitätsuntersuchungen Particle measurement technology Development of impactors for emission and immission control, personal samplers, exposure meters, submicron particle deposition sensor, measurement technology for Carbon Nanotubes (CNTs) Chemical and physical characterisation Chemical: organic and inorganic analysis; Physical: number size distribution (SMPS; FMPS; APS); mass concentrations, discontinuous (filter sampler) and continuous (TEOM); number concentration (CPC); soot concentration (aethalometer); lung deposition surface aera concentration (NSAM) Sustainable nanotechnology and nanoparticle contamination Measurement of emission and ambient air; effect of nanoparticles on human beings and environment; Measurement and modelling of nanoparticle contamination on critical surfaces (e.g. in semiconductor industry) at atmospheric and low pressure Nanoparticles and exposure at workplaces Measurement of airborne nanoparticle concentrations, personal measurement; Stability of agglomerates, particle surface area concentrations, exposure assessment, hygroscopicity study Contact person: Dr.-Ing. Christof Asbach (-209) asbach@iuta.de Dr. rer. nat. Astrid John (-214) johnas@iuta.de Dr. rer. nat. Ulrich Quass (-214) quass@iuta.de Contact person: Dr. rer. nat. Ulrich Quass (-214) quass@iuta.de Dr. rer. nat. Astrid John (-214) johnas@iuta.de Dipl.-Ing. Heinz Kaminski (-105) kaminski@iuta.de Contact person: Dr.-Ing. Christof Asbach (-209) asbach@iuta.de Dr. rer. nat. Burkhard Stahlmecke (-209) stahlmecke@iuta.de Contact person: Dr. rer. nat. Thomas Kuhlbusch (-267) tky@iuta.de Dipl.-Ing. Heinz Kaminski (-105) kaminski@iuta.de 22

25 3 Kompetenzen der Bereiche IUTA 2007 Bereich: Geschäftsfeld: Department: Bereichsleitung / unit head: Umwelthygiene & Analysetechnik Umwelttechnik Environmental Hygiene & Analytical Techniques Dr. rer. nat. Thekla Kiffmeyer (-159), kiffmeyer@iuta.de Arbeitsschutzrelevante Pharmaka Umgebungsmonitoring (Oberflächen, Luft, Textilien, Verpackungen), Biomonitoring (Urin), Sublimationsverhalten; Reinigung und Dekontamination; Test und Verbesserung von Schutzausrüstungen und systemen; Beratung, Schulungen und Fortbildungen Occupational health and safetyrelevant pharmaceuticals Environmental Monitoring (surfaces, air, textiles, packing), bio monitoring (e.g. urine); evaporation behaviour; cleaning and decontamination procedures; testing and improvement of protective equipment and devices; counselling, training and education Contact person: Dipl.-Chem. Jochen Türk (-179) tuerk@iuta.de Dr. Thekla Kiffmeyer (-159) kiffmeyer@iuta.de Arzneimittel in der Umwelt Pharmaceuticals in the environment Contact person: Eintrag, Vorkommen und Verhalten in Luft, Wasser, Boden, Schlamm, Gülle etc.; Metaboliten; Resistenzproblematik; Bilanzierung; Minderungs- und Behandlungsverfahren für Luft und Abwasser, Erweiterte Oxidations-verfahren (AOP), katalytische und UV-Oxidation Sources, occurrence and fate in air, water, soil, sludge, liquid manure etc.; metabolites; antimicrobial resistance; reduction of input; treatment of air and waste water, advanced oxidation processes (AOP), catalytic and UV oxidation Dipl.-Chem. Jochen Türk (-179) tuerk@iuta.de Innenraumhygiene Messung und Beurteilung von Belastungen in Innenräumen; Quellenermittlung: Schimmelpilzgifte (Mykotoxine), flüchtige organische Verbindungen (VOC), Isocyanate, Holzschutzmittel, Biozide, Asbest, Mineralfasern, Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) etc. Innovative Chromatografische Verfahren Entwicklung von Methoden und technischen Lösungen für Hochtemperatur- Flüssigkeitschromatografie, moderne Kopplungs- und Detektionsverfahren, Kapillar-HPLC-MS-Kopplung; mehrdimensionale Trennungen; computergestützte Methodenentwicklung; Entwicklung und Tests von Säulenmaterialien Fort- und Weiterbindungen, Inhouse- Schulungen, wissenschaftliche Kolloquien Schulungen und Fortbildungen zum Thema Sicherer Umgang mit Zytostatika ; Konzeption, Organisation und Durchführung von Fort- und Weiterbildungen in den Bereichen Arbeitsschutz, Umwelt- und Analysentechnik, Inhouse-Schulungen, wissenschaftliche Kolloquien und Tagungen Indoor air quality Determination and assessment of indoor pollutants: Mycotoxins, volatile organic compounds (VOC), isocyanates, wood preservatives, biocides, asbestos, mineral fibres, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), etc. Innovative chromatographic techniques Development of methods and technical solutions for high temperature liquid chromatography, modern detection and coupling techniques, capillary-hplc-ms; multi dimensional separations; computer based method development; development and testing of stationary phase materials Advanced training, inhouse-training, scientific colloquium Education and advanced training safety handling of cytostatic drugs ; conception, organisation and realisation of advanced trainings for occupational health and safety, environmental protection and analytical techniques, inhouse training, scientific colloquia and congresses Contact person: Dr. Volker Plegge (-231) plegge@iuta.de M.Sc. Christoph Portner (-216) portner@iuta.de Contact person: Dr. Thorsten Teutenberg (-179) teutenberg@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. Sabine Loibingdorfer (-296) loibingdorfer@iuta.de Maren Holzhauser (-296) holzhauser@iuta.de training@pharma-monitor.de 23

26 3 Kompetenzen der Bereiche IUTA 2007 Bereich: Geschäftsfeld: Department: Bereichsleitung / unit head: Technische Thermodynamik & Gasaufbereitung Energieverfahrenstechnik Technical Thermodynamics & Gas Processing Dr.-Ing. Egon Erich (-268), erich@iuta.de Katalytische Gasaufbereitung Oxidative Gasaufbereitung, Hydrocrackkatalysatoren,Redox-Katalysesystem zur Oxidation- und Reduktion von Kohlenwasserstoffen und NOx aus Kaffeerösterabgas,Reformierung von Methan Absorptive Gasreinigung Druckgaswäsche zur Absorption saurer Gasbestandteile, Empirische Optimierung von Druckgaswäschen, Untersuchung zur Degradation von Aminen, Einsatz von Aminwäschen zur CO 2 Abscheidung aus Rauchgasen und Biogasen Energetische Verwertung Biomasse Ofenkatalysator für Kleinfeuerungsanlagen, Zweistufiger Biomassevergaser Gegenstromvergaser Managementsysteme in Industrie und Einrichtungen des Gesundheitswesens Gefährdungsanalyse Umsetzung von Arbeitsschutzund Umweltschutzbestimmungen Fort- und Weiterbildungen Umwelt- und Arbeitsschutzbereich Schulungen zum Betriebsbeauftragten für Abfall, Gefahrstoffmanagement, Gefahrgutverordnung Straße und Eisenbahn (GGVSE), RID, ADR FuE-Dienstleistungen, Beratungen, Gutachten Auftragsforschung zu Eintrag von Schwermetallen in die Umwelt, Entfernung von Siloxanen in Deponiegasen. Gutachten und Analysen zu: Abfall- und Umweltmanagement, Altlastensanierung, Biomasseverwertung, Biomasse- Vergasung, Verfahrensentwicklung und Engineering im Bereich Gasreinigung. Abscheidung von CO 2 aus Rauchgasen Konzeption von CO 2 -Wäschern zur Integration in Kraftwerksprozesse Rationelle Energienutzung Energiekonzepte und Betriebsuntersuchungen, Energiewirtschaftliche Bewertung von Optimierungsmaßnahmen, Entwicklung von Bewertungsverfahren zur Beurteilung der Energie- und CO 2 - Emissionsintensität KimaTisch-Duisburg e. V. Wärmetechnische Verbesserung von Altbauten in Duisburg, Förderberatung zur energetischen Altbausanierung, Leitung der Geschäftsstelle des Vereins in Kooperation mit dem IUTA e. V. Internet: 24 Catalytic gas treatment Oxidative gas treatment, Catalysts for hydrocracking, Redox catalysts for oxidation and reduction of hydrocarbons and NOx from coffee roasters, Steam reforming of methane and natural gas Gas cleaning by absorption Pressurized gas scrubber for the absorption of acid gas compounds, Empirical optimization of pressurized gas scrubber, Investigation for the degradation of amines, CO 2 separation from flue gases and biomass digestion with an amine scrubber Biomass and energy recovery Catalytic converter for domestic fire places, Two-stage biomass gasifier Updraft gasifier Management systems in industry and medical service Hazard analysis Implementation of regulations for the protection of labour and environment Further education of employment protection environmental and industrial safety range Training courses for company representative for waste, management of hazardous waste, legislation of hazardous goods and transport (RID, ADR). Research and development services, proceedings, surveys Contract research on fate of heavy metals in the environment, elimination of siloxanes from landfill gas. Surveys on waste- and environmental management, contaminated site remediation, energy recovery and gasification from biomass, gas cleaning process enineering Capture of CO 2 from flue gas system design of gas scrubber based CO 2 removal integrated in power plants Energy efficiency Assessment of energy efficiency of plants development of concepts for rational usage of energy, economic evaluation of energy saving measures, development of valuation methods to assess specific energy- and CO 2 -emissions Aufgaben: Thermotechnical improvement of old buildings in Duisburg (Klimatisch Duisburg Energieberatung für Duisburger Privathaushalte Contact person: Dr. Egon Erich (-268) erich@iuta.de Dipl.-Ing. Andrew Berry (-154) berry@iuta.de Contact person: Dr. Egon Erich (-268) erich@iuta.de Dipl.-Ing. Ralf Goldschmidt (-155) goldschmidt@iuta.de Contact person: Dr. Egon Erich (-268) erich@iuta.de Dipl.-Ing. Frank Grüning (-197) grüning@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. Ralf Goldschmidt (-155) goldschmidt@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. Ralf Goldschmidt (-155) goldschmidt@iuta.de Contact person: Dr. Egon Erich (-268) Erich@iuta.de Dipl.-Ing. Ralf Goldschmidt (-155) goldschmidt@iuta.de Dr. C. Kube (-213) kube@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. Monika Vogt (-175) vogt@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. Monika Vogt (-175) vogt@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. Architekt Maas-van Schingen 0203/ mvs@klimatisch-duisburg.de

27 3 Kompetenzen der Bereiche IUTA 2007 Bereich: Geschäftsfeld: Department: Bereichsleitung / unit head: Energieversorgung & Wasserstoff-Technologie Energieverfahrenstechnik Energy Supply & Hydrogen Technology Dr. rer. nat. Stefan Peil (-223), peil@iuta.de PEM-Brennstoffzellentechnologie Brennstoffzellen-Produktwasser: Nutzungsmöglichkeiten, Analytik PEM-Wasserhaushalt PEM-Befeuchtung Entwicklung eines PEM-Brennstoffzellen Regelsystems Katalysatorentwicklung Brennstoffzellenkühlung PEM-fuel cell technology product water of the fuel cell: usability, analysis of product water PEM water balance PEM humidification development of a fuel cell regulating system development of catalysers fuel cell cooling systems Contact person: Dr. rer. nat. Stefan Peil (-223) peil@iuta.de Dipl.-Ing. Jens Wartmann (-222) wartmann@iuta.de Brenngaserzeugung für Brennstoffzellen Erzeugung von Brenngas aus organischen Materialien mit überkitischem Wasser (SCWO-Verfahren) Wasserstoffspeicher für Brennstoffzellen Integration von Wasserstoff-Metallhydridspeichern in Brennstoffzellensysteme Wärmemanagement Fuel gas generation for fuel cells generation of fuel gas from organic materials with supercritical water (SuperCritical Water Oxidation SCWO) Hydrogen storage for fuel cells Integration of metal hydrid hydrogen storage in fuel cell systems heat management Contact person: Dr. rer. nat. Stefan Peil (-223) peil@iuta.de Dipl.-Ing. Jens Wartmann (-222) wartmann@iuta.de Contact person: Dr. rer. nat. Stefan Peil (-223) peil@iuta.de Dipl.-Ing. Jens Wartmann (-222) wartmann@iuta.de Bereich: Geschäftsfeld: Department: Bereichsleitung / unit head: Nano-Energie & Nanopartikelsynthese Energieverfahrenstechnik Nano-Energy & Nano Particle Synthesis Prof. Dr. rer. nat. Christof Schulz (-208), schulz@iuta.de Hochspezifische Nanopartikel- Synthese Aufbau, Betrieb und Optimierung von 3 Reaktoren im Technikums-Maßstab Produktion von hochspezifischen Nanopartikeln für verschiedene Anwendungen Synthesis of Highly Specific Nanoparticles Assembly, operation and optimization of 3 reactors (pilot plant scale) Production of highly specific nanoparticles for different applications Contact person: Dr.-Ing. Sophie M. Schnurre (-222) schnurre@iuta.de 25

28 3 Kompetenzen der Bereiche IUTA 2007 Bereich: Geschäftsfeld: Department: Bereichsleitung / unit head: Entsorgungszentrum Service Waste Treatment & Recycling Center Dipl.-Ing. Jochen Schiemann (-259), j.schiemann@iuta.de Recycling von Massengütern Verwertung und Entsorgung von E- lektro(nik)schrott nach 4. BImSchV bzw. gemäß 52 KrW-/AbfG und EfbV, Entwicklung adäquater Recyclingwege für Elektro(nik)schrott, Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Bereich der Entsorgungsverfahrenstechnik, Sortierung von EDV-Verbrauchsmaterialien Begutachtungen und Bilanzierungen von Kühlgerätentsorgungsanlagen Ganzheitliche Begutachtung und Bilanzierung von Anlagen zur Verwertung von Haushaltskühlgeräten nach RAL GZ 728; Tests: UBA Leitfaden Tests, Überprüfung nach TA Luft / ; Desorptionsversuche von FCKW; Analyse FCKW-haltiger Schäume und Öle; Optimierung von Wirkungsgraden bestehender Anlagen Aufbereitung von technischen Kunststoffen Entwicklung und Bau automatisierter Identifikationsanlagen für technische Thermoplaste; FuE: Identifikation von FRadditiven in technischen Thermoplasten; Aufbereitung von Kunststoff- Probefraktionen und anschließender Testverarbeitung im Extruder; Entwicklung von Bestimmungsreihen und Schnelltests zur betrieblichen Materialeinordnung; Identifikation von technischen Thermoplasten; Herstellung von definierten Kunststoffmusterplatten durch Extrusion Ausbildung im Bereich Umwelt- und Kreislaufwirtschaft Fort- und Weiterbildungsmaßnahmen sowie ABM; für Jugendliche, für Behinderte und für Berufsrückkehrer; Vorbereitungskurse zur IHK Prüfung Recyclingfachkraft; Schulungen für den Erwerb von Fahrberechtigungen für Flurförderfahrzeuge: Bildungsträger im Programm Werkstattjahr NRW; Durchführung modularer IHK Ausbildung zur Fachkraft für Abfall- und Recyclingwirtschaft Untersuchungen an Shredderleichtfraktionen Phänomenologische Untersuchungen, Entwicklung von trockenmechanischen Aufarbeitungsmethoden; Entwicklung von Vorsorgedemontagestrategien zur Minimierung von Schadstoffen Entsalzung von Wasser mobiles Wasseranalytik-Labor, mobile Kleinstkläranlage Recycling of bulk material Further utilization and waste treatment of electronic scrap, development of technologies for treatment and handling of electrical and electronical stuff, Research and development on recycling technology, sorting of toner cartridges and other consumables. Surveys and equilibrations of facilities for CFC-recycling Integrated Surveys and equilibrations of the recycling process of refrigerators; Measurements of CFC-desorption; Analysis of foams and oils; system effeciveness improvement for recycling plants Conditioning of technical plastics development and construction of automatic systems for identifying technical plastics. Analysis of fire-guards in plastics, conditioning of test charges with extruder, Analysis and identification of technical plastics Capacity building qualification courses for young people, unemployed people, handicapped people in environmental protection and recycling operations, driving training for fork lifters; preparatory classes for qualification of recycling specialists Examinations of shredder-fractions Exploration of shredder-material and development of mechanically treatment procedures for recycling goods, minimizing hazardous components by adapted handling Desalination Facilities for desalination technique: Mobile treatment plants, mobile water analytics plants Contact person: Dipl.-Ing. Elisabeth Walter (-156) walter@iuta.de (156) Hans Jürgen Prause (-156) prause@iuta.de Contact person: Hans Jürgen Prause (-156) prause@iuta.de Dipl.-Ing. Elisabeth Walter (-156) walter@iuta.de (156) Contact person: Dipl.-Ing. Bettina Schiemann (-158) b.schiemann@iuta.de Contact person: Hans Jürgen Prause (-156) prause@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. Jochen Schiemann (-259) j.schiemann@iuta.de Dipl.-Ing. Bettina Schiemann (-158) b.schiemann@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. Jochen Schiemann (-259) j.schiemann@iuta.de 26

29 3 Kompetenzen der Bereiche IUTA 2007 Bereich: Geschäftsfeld: Department: Bereichsleitung / unit head: Messstelle Service Center for Measurement and testing Dipl.-Ing. Mathias Beyer (-272), beyer@iuta.de Emissionsmessungen Bekannt gegebene Messstelle nach 26, 28 BImSchG für die Bereiche Staub, Feinstaub (PM 10, PM 4, PM 2,5 ), Staubinhaltsstoffe, anorganische Gase, organische Gase und hochtoxische organische Stoffe (PCDD/F) Immissionmessungen Bekannt gegebene Messstelle nach 26, 28 BImSchG für die Bereiche Staub und Staubinhaltsstoffe Messung und Beurteilung von Immissionsbelastungen in der Außenluft, Messung von PM 10, PM 2,5, PM 1 sowie organischen und anorganischen Gasen (BTXE, NO x, Ozon), Sonderanalytik für spezielle verkehrsrelevante Tracer z. B. Schwermetalle, Silizium, EC/OC, NCBA. Arbeitsplatzmessungen Messungen zur Beurteilung der Schadstoffbelastung am Arbeitsplatz nach TRGS 402 u Stationäre u. personengetragene Messsysteme z. B. für Gesamt- u. Feinstaub Messung der Partikelgrößenverteilung in industriellen Abgasen Kontinuierliche Messungen der Partikelgrößenverteilung und Anzahlkonzentration mit dem optischen Messsystem WELAS Messbereich: 0,3-17 µm; 0,6-40 µm Test von Filtern für die Druckluftreinigung Messung nach ISO 8573 und zur Bestimmung der Ölaerosolgehalte, Partikelgehalte, Öldampfgehalte und organischen und anorganischen Gasen Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen Untersuchung von Materialien mittels REM und Elementanalyse mittels EDX, Schadensanalysen, Asbestuntersuchungen und Untersuchung anorganischer Fasern (KI-Index), Untersuchung der Korngrößenverteilung. Untersuchung der BET-Oberfläche Untersuchung der spezifischen Oberfläche nach BET und Bestimmung der Porenradienverteilung Measurement of emission State approved measuring body according to 26, 28 BImSchG for dust, fine dust (PM 10, PM 4, PM 2,5 ) dust components, anorganic gaseous, organic gaseous and high toxic organic components (PCDD/F) Measurement of immission Measurement and assessment of outdoor pollutants, determination of PM 10, PM 2,5, PM 1 and organic and anorganic gaseous (BTXE, NO x, Ozon), analytic of special traffic tracer e.g. heavy metal, soot carbon, organic carbon, NCBA. Measurements at the working place Evaluation and assessment of work places according to guidelines TRGS 402 and TRGS 403 Measurement of number concentrations in industrial waste gases Continuous measurements of particle number concentration and size distribution in industrial waste gases with the optical measurement system WELAS Range: 0,3-17 µm; 0,6-40 µm Filter tests for cleaning of compressed air Measurements according to ISO 8573 and ISO for determination of oil aerosol content, solid particle content and oil vapour content and organic and anorganic gaseous contents Determination with slow scanning electronic microscope Determination of materials with REM and element analysis with EDX, determination of damages, determination of asbestos and anorganic fibres (KI-Index). Determination of particle properties e.g. number concentration, size distribution. BET surface analysis Measuring of specific BET surface and pore size distribution Contact person: Dipl.-Chem. M. Neumann (-194) neumann@iuta.de W. Backhaus (-272) backhaus@iuta.de Contact person: O. Sperber (-194) sperber@iuta.de Dipl.-Chem. M. Neumann (-194) neumann@iuta.de Contact person: Hr. Backhaus (-193) backhaus@iuta.de Contact person: Dipl.-Ing. M. Beyer (-272) beyer@iuta.de Contact person: Dipl.-Phys.Ing. D. Jarzyna (-272) jarzyna@iuta.de Dipl.-Ing. G. Lauber (-255) lauber@iuta.de Contact person: Dipl.-Phys.-Ing. D. Jarzyna (-272) jarzyna@iuta.de Contact person: Dipl.-Phys.-Ing. D. Jarzyna (-272) jarzyna@iuta.de 27

30 3 Kompetenzen der Bereiche IUTA 2007 Bereich: Geschäftsfeld: Department: Bereichsleitung / unit head: PharmaMonitor Analytik von CMR-Stoffen nach GefStoffV, Zytostatika, Antibiotika, Immunsuppressiva, Hormone etc., Umgebungs- und Biomonitoring für Apotheken, Ambulanzen und Pflegebereich, Kliniken, Pharmaindustrie, Einzelstoffanalytik, Mutimethoden (z. B. MEWIP- Methode), Platin-Speciesanalytik Flüssigkeits- und Gaschromatographie sowie Kopplungstechniken Bestimmung von organischen Spurenstoffen, Arzneimittel, POPs, Endokrin wirksame Stoffen, Industriechemikalien etc., GC, HPLC, GC-MS, LC-MS/MS, LC-MS n Sensor- und Schnelltestentwicklung Entwicklung neuer analytischer Schnellmethoden zur Bestimmung von Vor-Ort- Parametern, Immunoassays, Biosensorsysteme Methodenentwicklung und Spezialanalytik für FuE-Anwendungen Wissenschaftlich fundierte Entwicklung und Validierung leistungsfähiger Spezialverfahren für Forschungs-vorhaben, Kooperationspartner und externe Auftraggeber; breite Palette an Analysenverfahren und bestimmbaren Parametern Forschungsanalytik Service Research Analysis Dr. rer. nat. Th. Kiffmeyer (-159), kiffmeyer@iuta.de PharmaMonitor Analysis of cmr-compounds according the German GefStoffV; antineoplastics, antibiotics, immunosuppressants, hormones etc; environmental and biomionitoring for pharmacies, ambulances, home care, hospitals and pharmaceutical industry, single compound analysis, multi compound analysis, platinum species analysis Liquid and gas chromatography and hyphenation techniques Analysis of organic micro pollutants, pharmaceuticals, persistent organic pollutants (POP), endocrine disruptors, industrial chemicals etc., GC, HPLC, GC-MS, LC-MS/MS, LC- MS n Sensor and point of care test development Development of novel fast analytical methods for point of care tests, immunoassays, biosensors Method development and specialized analytical methods for R&D applications Scientific based development and validation of specialised analytical methods for research partners and customers; broad range of analytical instruments and methods Contact person: Dr. Jochen Türk (-179) analysis@pharma-monitor.de Contact person: Dr. Jochen Türk (-179) tuerk@iuta.de Contact person: Dr. Volker Plegge (-213) plegge@iuta.de Contact person: Dr. Jochen Türk (-179) tuerk@iuta.de 28

31 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung IUTA Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche 4.1 Luftreinhaltung & Prozessaerosole Das Verhalten von Quecksilber in der Gaswäsche Über das Verhalten von Quecksilber in den Wäscherstufen gibt es seit vielen Jahren zum Teil kontroverse Diskussionen. Ausgehend von Beobachtungen an unterschiedlichen Anlagen wurde ein neues theoretisches Modell formuliert, das zeigt, dass das bisherige chemisch-physikalische Verständnis des Verhaltens von Quecksilber in der Wäsche unzureichend war. Dies hatte weit reichende Konsequenzen für die Auslegung von Abgasreinigungssystemen im Allgemeinen sowie die Ausführung der Wäschersysteme im Speziellen. Hierzu gehört zum Beispiel die Forderung nach einer stark sauren ersten Waschstufe zur Sicherstellung eines Quecksilberabscheidegrades > 95 %. Über die im Forschungsvorhaben schon erarbeiteten und weiter zu evaluierenden Erkenntnisse des Verhaltens von Quecksilber in der Gaswäsche kann bestehendes Optimierungspotenzial für die unterschiedlichen Anwendungen mobilisiert und damit die Effizienz der mit einer Wäsche ausgerüsteten Anlagen erhöht werden. Die konsequente Umsetzung und Anwendung des Wissens über die Zusammenhänge bei der Quecksilberabscheidung im Gaswäscher in die betriebliche Praxis eröffnet neue Möglichkeiten bei: der Konzipierung neu zu errichtender nasser Rauchgasreinigungen für Verbrennungsanlagen mit einer Waschstufe für Schwefeloxide, Halogenwasserstoffe und Quecksilber. der Konzipierung trockener und quasitrockener Systeme mit nachgeschalteter, klein dimensionierter Stufe für besonders strenge Anforderungen an das Reingas. Nachwäscher können unter Anderem auch als kleine Füllkörperpackungen, Nasselektrofilter, Kondensationsstufen ausgeführt sein. der Ertüchtigung bestehender mehrstufiger Wäscher hinter Hausmüll-, Sonderabfall-, Klärschlammverbrennungsanlagen, Bodenbehandlungsanlagen mit einer sauer betriebenen ersten Stufe. Dazu wird die erste Stufe als neutral betriebener Gesamt-Wäscher ausgeführt. Die zweite Stufe kann, je nach Anforderungen an die Emissionen, stillgelegt oder als Nachwäscher im oben genannten Sinn betrieben werden. Auf diese Weise lassen sich womöglich Systemumstellungen vermeiden, die wegen Quecksilberproblemen z. B. in Klärschlammverbrennungsanlagen immer wieder diskutiert werden. der Verbesserung der Quecksilberabscheidung bestehender oder geplanter Anlagen durch Verbesserung eines ungünstigen Liganden/Hg-Verhältnisses im Rohgas. Erreicht wird dies durch Dosierung von Komplexbildnern in die Waschflüssigkeit. Möglich ist der Einsatz von Chlorid, Bromid oder Jodid in Form ihrer Wasserstoffsäuren oder ihrer Salze. Wahrscheinlich effizienter wäre die Zudosierung stärkerer Komplexbildner für Quecksilber, zum Beispiel Thiosulfat, Thiocyanat, Cyanid, EDTA, Thioglykolsäure, Thioharnstoff. der Auslegungssicherheit für bestehende und neu zu konzipierende Rauchgaseinigungsanlagen. Wie sinnvoll ist der Einsatz eines sauren Vorwäschers vor der REA? Ist eine Fällung von Quecksilber nötig oder können durch Zugabe von Komplexbildnern die geforderten Emissionsziele erreichen werden? der Vermeidung von kostspieligen Umwegen bei der Behebung von Quecksilber- Emissionsproblemen, wie Nachrüstung von Füllkörperschüttungen, wenn sich die Vermutung bestätigt, dass der Stoffübergang weni- 29

32 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 ger, als bisher angenommen, die Quecksilberabscheidung begrenzt. der Reduzierung der Kosten für die Quecksilberemissionsmessung durch den Einsatz einer neuartigen Messtechnik zur Erfassung der gasförmigen Quecksilberspeziees. Das Projekt wurde aus Haushaltsmitteln des BMWi über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) unter dem Förderkennzeichen 14882N gefördert. Betreuende Mitgliedsvereinigung der AiF war der Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik e. V. (VEU). Für das Vorhaben sind mehrmonatige Intensivmesskampagnen anberaumt, in denen mit modernem Messgerätepark, zeitlich hoch aufgelöst, sowohl Partikelanzahlkonzentrationen als auch meteorologische Größen erfasst werden. Pro Kampagne sind dazu die Daten von bis zu 10 parallel betriebenen Partikelmonitoren auszuwerten. Diese Daten fließen in statistische Modelle und detaillierte Strömungsmodelle ein, um aus den Immissionskenngrößen auf die Quellstärken zurückzurechnen. Die zeitlich hohe Auflösung ist notwendig, um den nicht zu unterschätzenden Beitrag durch kurzfristig auftretende Windböen bei der Quellstärkenbestimmung zu berücksichtigen. Dipl.-Ing. Margot Bittig +49 (0) Diffuse Feinstaub-Emissionen aus Kohlehalden von Kraftwerken VGB PowerTech, der europäische Fachverband der Kraftwerkswirtschaft, hat das Ingenieurbüro ima Richter & Röckle und IUTA beauftragt, an Kraftwerksstandorten Untersuchungen zur Bestimmung der diffusen PM 10 - und PM 2,5 -Emissionen von Kohlelagerung und umschlag durchzuführen. Ziel des zweijährigen Forschungs-vorhabens ist es, PM 10 - und PM 2,5 -Emissionsfaktoren für Haldenabwehungen abzuleiten und den Bezug zu einzelnen Prozessschritten beim Kohlenumschlag herzustellen. Emissionsfaktoren sind insbesondere im Rahmen von Genehmigungsverfahren von großer Bedeutung, weil darüber die realitätsnahe Abschätzung der mit dem Anlagenbetrieb verbundenen Staub- Emissionen erfolgt. Bislang liegen lediglich Werte für Gesamtstaub-Emissionen (TSP) vor, deren Größenordnung in Fachkreisen kontrovers diskutiert wird. 30 Dipl.-Ing. Mathias Beyer +49 (0) beyer@iuta.de Dipl.-Ing. Achim Hugo +49 (0) hugo@iuta.de Weiterentwicklung eines Prüfkanals und wissenschaftliche Untersuchungen von Koaleszerelementen nach DIN EN 779 Um Filter im Ansaugstrom von Turbinen oder Kompressoren vor Tropfen (z. B. Regen, Nebel, Gischt) zu schützen, werden häufig Koaleszer eingesetzt, die diese Tropfen abscheiden und ableiten sollen. Der mit der Ansaugluft eingetragene Staub dagegen soll die Koaleszer passieren, um ein Verblocken durch nassen Staub zu vermeiden. Der Staub soll erst in nachfolgenden Filterstufen abgeschieden werden. Für die gezielte Entwicklung und Optimierung von Koaleszern hinsichtlich Material, Form und Anordnung wurde am IUTA ein Prüfstand zur Filterprüfung nach DIN EN 779 so umgebaut und erweitert, dass damit Prüfungen von Koaleszern unter praxisnahen Bedingungen

33 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 durchgeführt werden können. Bild 4-1 zeigt ein Foto des Prüfstandes. Es wurden umfangreiche Untersuchungen an Koaleszer-Elementen und anderen Filtermaterialien durchgeführt. Sie betrafen zum Beispiel Taschenfilter und Filter aus neuartigen Materialien und Kombinationen dieser Elemente. Auch die kombinierte Beaufschlagung mit Staub und Salzaerosol wurde betrachtet. Als Ergebnis ist ein Datenpool entstanden, der vom Projektpartner EMW filtertechnik GmbH für die Entwicklung und für den Aufbau neuer Koaleszerelemenete genutzt werden kann. Der Prüfstand ist über Filterprüfungen nach DIN EN 779 hinaus auch für weitergehende Messungen geeignet. Dazu zählt zum Beispiel die Überprüfung des MPPS (most penetrating particle size) eines Filters. Hierbei können die Partikel als Feststoffe wie zum Beispiel Dieselruß, Latex, dispergierbare Stäube zugegeben oder über flüssige Lösungen wie DEHS, KCl erzeugt werden. Bild 4-1: Modifizierter Prüfstand in Anlehnung an DIN EN 779 Das Projekt wird gefördert duch: Dipl.-Ing. Jörg Lindermann +49 (0) Dipl.-Ing. Eckhard Däuber +49 (0) Wissenschaftliche Untersuchungen an Drahtgestrick- Tropfenabscheidern in einem erweiterten Technikumswäscher In der industriellen Praxis werden Flüssigkeitströpfchen aus Gasen häufig mit Drahtgestrick-Tropfenabscheidern (Demister) entfernt. Insbesondere in der chemischen Industrie sind solche Tropfenabscheider bei der Gasreinigung weit verbreitet. Vor dem Hintergrund sich stetig verschärfender Anforderun- 31

34 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 gen an die Luftreinhaltung müssen auch die Tropfenabscheider auf höhere Leistung optimiert werden. Trotz aller Fortschritte in der Modellbildung und Simulation verfahrentechnischer Grundoperationen und Prozesse, ist und bleibt die experimentelle Bestätigung in realitätsnahen Pilotanlagen das A und O vor der Übernahme in den Produktionsprozess. Für die gezielte Entwicklung und Optimierung von Demistern hinsichtlich Material, Form und Anordnung wurde der am IUTA vorhandene Technikumswäscher so umgebaut und erweitert, dass damit Demister unter praxisnahen Bedingungen getestet werden können. Um hohe Feuchten (90 %) ohne zu großen Aufwand und Wasserverbrauch zu realisieren, wurde die Anlage mit einer Umluftführung erweitert (siehe Bild 4-2). In den Kreislauf ist die Kolonne für die Aufnahme der Packungen eingebaut. Die Kolonne ist nach den Anforderungen des Projektpartners, Vereinigte Füllkörperfabriken GmbH (VFF), auf eine Leerrohrgeschwindigkeit von >8 m/s ausgelegt. Ein vorhandener Heizer ermöglicht ein Temperieren des Gases auf >100 C. Wie die Versuche zeigen, kann bei den bisher getesteten Demistern, unter Berücksichtigung des Druckverlusts, ein Gasbelastungsfaktor von >9 Pa 1/2 realisiert werden. Bild 4-2: Prinzipskizze des Technikumswäschers Als Aerosolgenerator wurde eine Zweistoffdüse (Wasser/Luft) in Strömungsrichtung in die Technikumsanlage eingebaut. Durch Einsatz verschiedener Düsen können unterschiedliche Tropfengrößen und -Größenverteilungen erzeugt werden. Ein Massenstromregler sorgt für eine konstante Aersosolkonzentration. Zur Bestimmung der Grenztropfengröße werden Konzentration und Größenverteilung des Aerosols mit einem optischen Partikelzähler gemessen, hier mit einem welas 3000 der Firma Palas, Karlsruhe. Die Verwendung unterschiedlicher Kalibrierkurven ermöglicht die Vermessung sowohl von Latex- als auch von Wasseraerosolen. Die Bestimmung des Volumenstroms erfolgt über Differenzdruckmessung an einer Normblende unter Berücksichtigung von Gesamtdruck, Temperatur und Feuchte. Die Tempe- 32

35 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 raturen werden vor und nach dem Wärmeübertrager und vor und nach dem Prüfling mit Pt-100-Sonden erfasst. Zusätzlich werden der Differenzdruck und der Absolutdruck am Prüfling gemessen. Die Anlage ist mit einer Simatic-Steuerung versehen. Sie wird über eine graphische Oberfläche bedient. Ansteuerbar sind die Verdichterdrehzahl und die Massenstromregelung der Aerosoldosierung. Da für die Prüfung von Demistern die Angabe der Anströmgeschwindigkeiten und der Dichte des Gases unabdingbar sind, wird der mit der Normblende bestimmte Volumenstrom mithilfe der Messwerte für Absolutdruck, Temperatur und Feuchte in Normangaben umgerechnet. Die Anlagenparameter und Messwerte werden alle 500 ms aufgenommen und als Mittelwert alle 2 s gespeichert. Das Projekt wird gefördert durch: Dipl.-Ing. Jörg Lindermann +49 (0) lindermann@iuta.de Einfluss von Ladungseffekten bei Nanopartikeln in Hochtemperaturprozessen Die großtechnische Herstellung von Nanopartikeln, wie zum Beispiel in der Pigment- und Russproduktion, findet überwiegend in der Gasphase statt. Auch bei anderen innovativen Syntheseverfahren für hochwertige, neuartige Produkte mit funktionellen Oberflächeneigenschaften auf der Grundlage von Nanopartikeln, spielt die Gasphasen-Synthese eine bedeutende Rolle. Diese Prozesse laufen in der Regel bei hohen Temperaturen ab. Bei solchen Temperaturen werden aus den vorhandenen Partikeln Ladungen freigesetzt, was zu ihrer Aufladung führt. Elektrische Ladungen können wichtige Partikelbildungsmechanismen, wie Koagulation und Keimbildung, und damit auch die resultierenden Partikeleigenschaften stark beeinflussen. Betroffen ist insbesondere das dynamische Anwachsen der Partikel durch Koagulation. Ladungen beeinflussen daher maßgeblich eines der wichtigsten Produktmerkmale, die Partikelgrößenverteilung. Ladungen sind in Partikeln und freien Ionen lokalisiert. Sie entstehen unter anderem, wenn durch hohe lokale Energien ein Elektronenaustritt (Thermoionisation) stattfindet. Das Energiespektrum beziehungsweise die Temperaturverteilung beeinflussen die Thermoionisation und die Ladungsverteilung maßgeblich. Die Unkenntnis über den Ladungszustand in der Hochtemperaturzone der Reaktoren macht das Auslegen und Optimieren schwierig. Der Ladungszustand der Partikeln im Reaktor kann bisher experimentell noch nicht ermittelt werden. So steht nur das Hilfsmittel der Simulationsverfahren als Werkzeug zur Verfügung. Ein solches Verfahren erfordert die Simulation der gesamten Partikeldynamik einschließlich verteilter Partikeleigenschaften wie Größe, Zusammensetzung, Form und Ladungszustand. Verteilte Eigenschaften werden bisher üblicherweise über Populationsbilanzen berechnet, ein Verfahren, das für mehrdimensionale Systeme sehr zeitaufwändig ist. Vorteilhafter ist ein an der Universität Duisburg-Essen am Lehrstuhl Nanostrukturtechnik (NST) entwickeltes Monte-Carlo-Simulationsverfahren. Es erlaubt eine relativ einfache und numerisch effiziente Simulation verteilter Eigenschaften. Der Kern dieses Verfahrens zielt auf den Vorgang der Koagulation. Die dafür notwendigen Kollisionswahrscheinlichkeiten werden über die aus der Literatur bekannten und oft überprüften Kollisionsraten errechnet. Die Gleichungen für die Partikeldynamik beinhalten keine räumliche Auflösung, das heißt, es wird davon ausgegangen, dass die Partikel 33

36 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 im gesamten Raum homogen verteilt sind. Soll berücksichtigt werden, dass die Verteilungen der Partikeleigenschaften in verschiedenen Zonen eines Reaktors unterschiedlich sind und sich unterschiedlich entwickeln, muss der Raum in Zellen unterteilt und so diskretisiert werden. Mit dieser Diskretisierung arbeiten Computational Fluid Dynamics (CFD)-Programme. Sie ermöglichen außerdem die Berechnung der für die Partikelsimulation wichtigen Größen wie Temperatur und Strömungsverhältnisse. Durch eine geschickte Verbindung von CFD und Partikeldynamik- Simulation wird es möglich, industrielle Prozesse realistisch abzubilden. Im Rahmen des Projektes wurde als Prozessbeispiel die Produktion von Indium betrachtet. Dazu wurde die Partikelbildung in einem wandbeheizten Rohrreaktor mithilfe von ortsaufgelösten CFD-Methoden abgebildet. Im Prozess wird Indium in der heißen Zone des Reaktors (Ofen) verdampft. Bei der nachfolgenden Abkühlung der Dämpfe wird das Gas übersättigt, und es bilden sich erste Partikel durch Nukleation. Diese wachsen durch Kondensation weiter auf und koagulieren gleichzeitig. Dadurch entsteht eine charakteristische Partikelgrößenverteilung im Reaktor. Sie lässt sich durch Verändern der Betriebsparameter beeinflussen. Bild 4-3 zeigt den Versuchsaufbau. Zur Simulation wurden die kommerziellen Programme FLUENT und das Fine Particle Model, (FPM) als Ergänzung zu FLUENT, verwendet. Die Kombination dieser beiden Programmpakete ermöglicht die ortsaufgelöste Berechnung von Strömungs- und Temperaturprofilen im Reaktor und die Partikelbildung durch Nukleation und Kondensation sowie die Veränderung der Partikelgrößenverteilung durch Brownsche Koagulation. Dabei wird die Partikelgrößenverteilung als logarithmische Normalverteilung angenommen. Elektrische Effekte bei der Koagulation der Partikeln werden nicht berücksichtigt. Bild 4-4 zeigt den berechneten Temperaturverlauf und die räumliche Verteilung der Partikel anhand der drei Parameter der logarithmischen Normalverteilung. Bild 4-5 zeigt die, durch die drei Parameter bestimmten, Partikelgrößenverteilungen für drei unterschiedliche Ofentemperaturen am Ausgang des Reaktors. Deutlich zu erkennen ist die Reduzierung der Partikelgröße bei sinkender Ofentemperatur. Die Ergebnisse korrespondieren in guter Näherung mit experimentell gewonnenen Daten von Damour et al. [2005]. Am Lehrstuhl für Nanostrukturtechnik (NST) wurde parallel dazu ein Monte-Carlo- Verfahren entwickelt, das in der Lage ist, konvektive und diffusive Transportprozesse abzubilden. In Verbindung mit den vom CFD- Programm berechneten Strömungs- und Temperaturfeldern kann die Partikeldynamik ortsaufgelöst berechnet werden. Bild 4-3: Schematischer Aufbau der Versuchsapparatur (nicht maßstabsgetreu) 34

37 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Bild 4-4: Temperaturprofil und Parameter der logarithmischen Normalverteilung der Partikel (anzahl, mittlerer Durchmesser d gn und Standardabweichungen - g Bild 4-5: Resultierende logarithmische Normalverteilung am Auslass des Reaktors bei unterschiedlichen Ofentemperaturen Die Schnittstelle für das Monte-Carlo- Verfahren stellt zum jetzigen Zeitpunkt die Übergabe der Daten nach erfolgter Nukleation und Kondensation dar. Die Daten der Strömungs- und Temperaturprofile sowie der primären Partikelphase werden an die Monte- Carlo-Software übergeben, nachdem die Gasphase nahezu vollständig in die Partikelphase übergegangen ist. Der Zeitpunkt wird dabei vom CFD-Programm bestimmt. Die Monte-Carlo-Software ist daraufhin in der Lage, ortsaufgelöst die Brownsche und elektrische Koagulation der Partikeln zu berechnen. Im weiteren Projektverlauf wird die Kommunikation der beiden numerischen Codes sukzessive weiter ausgebaut und die Visualisierung der Ergebnisse des Monte-Carlo- Verfahrens mithilfe von FLUENT realisiert. 35

38 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Das Projekt wurde aus Haushaltsmitteln des BMWi über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) unter dem Förderkennzeichen 14720N gefördert. Betreuende Mitgliedsvereinigung der AiF war der Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik e. V. (VEU). Dipl.-Ing. Till van der Zwaag +49 (0) Maßnahmen gegen die Verschleppung allergener Partikel in der Lebensmittelproduktion Im Rahmen der Umsetzung von EU- Richtlinien muss auf der Verpackung von Lebensmittelzubereitungen der Gehalt von möglicherweise Allergien auslösenden Substanzen angegeben werden. Bei der industriellen Herstellung pulverförmiger Lebensmittelzubereitungen im Chargenbetrieb, z. B. von Backmischungen, werden unterschiedliche Rezepturen und Produkte auf denselben Verarbeitungsmaschinen hergestellt. Kennzeichnend ist ein häufiger Produktwechsel, vor dem in der Regel eine trocken-mechanische Reinigung der Apparate vorgenommen wird, bei der Reste oder Spuren zurückbleiben können. Beim Wechsel von normalen zu allergenfreien Produkten sind Verschleppungen möglicherweise allergener Bestandteile wie Trockenei, Trockenmilch oder Nussmehl in normalerweise allergenfreie Produkte nicht auszuschließen. Analytische Untersuchungen belegen diesen Befund. Nicht allein die Kennzeichnungspflicht drängt auf gute Bewertungen in der Qualitätskontrolle, sondern auch die mit der Reinheit ansteigende Produktakzeptanz. Schwachpunkt und Ansatzpunkt für eine Verbesserung in der Produktion ist der Reinigungsvorgang vor dem Produktwechsel. Dazu wird in einem zweijährigen Forschungsvorhaben eine innovative Reinigungstechnologie entwickelt und an den Prozess adaptiert. Zusammengefunden haben dich für dieses Vorhaben das Institut für Lebensmitteltechnik in Quakenbrück (DIL), das IUTA und das Institut für Biochemie und Lebensmittelchemie der Universität Hamburg. Ziel ist es herauszufinden, wie die Verschleppung allergener Lebensmittelbestandteile bei der Herstellung trockener Lebensmittel möglichst einfach und wirkungsvoll vermieden werden kann. Ausgangspunkt ist ein in der pharmazeutischen Industrie eingesetztes Reinigungsverfahren, das adaptiert und für den Einsatz optimiert werden soll. Zur Reinigung werden bei diesem Verfahren auf den produktseitigen Oberflächen der Anlagen Hydrokolloidlösungen aufgebracht. Sie trocknen innerhalb kurzer Zeit an und bilden einen Film, der so stabil und flexibel ist, dass er mit den eingeschlossenen Verunreinigungen von der Oberfläche abgelöst und entfernt werden kann. Im Rahmen des Projekts müssen die Rezepturen geeigneter Reinigungslösungen auf den Anwendungsfall angepasst und die Verfahrenstechnik für das Aufbringen der Lösung auf und das Ablösen des Films von den Produktionsoberflächen entwickelt werden. Parallel dazu wird durch DIL und die Universität Hamburg die notwendige Analytik zum Nachweis von Allergenen entwickelt. Eine besondere Herausforderung liegt in der quantitativen Allergenextraktion aus der Lebensmittelmatrix. Die Arbeiten bauen auf ähnlichen Entwicklungen zur Anwendung von Hydrokolloidlösungen auf. Zur kleinräumigen Entfernung von trockenen, pulverförmigen Verunreinigungen wurden Gelatinefilme verwendet. Des Weiteren wurden auch luftgetragene Partikel und Fasern in gelierenden Hydrokolloid-Nebeln 36

39 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 eingefangen und aus der Luft entfernt. Im Rahmen der durchgeführten Entwicklungsarbeiten und praktischen Untersuchungen konnte die großflächige Filmaufbringung auch an senkrechten Flächen bzw. der Unterseite von Flächen realisiert werden. Auch das großflächige stückige Ablösen konnte gelöst werden. Bild 4-6 zeigt einen Abziehvorgang. Bild 4-6: Versuchsreihe: Abziehen des aufgesprühten Hydrokolloid-Films Maßgebend ist die Rezeptur, die die physikalischen Eigenschaften beeinflusst. Derzeit werden weitere Untersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, die Handhabung des Sprühsystems zu verbessern und die technisch wie betriebswirtschaftlich optimale Filmdicke und Verarbeitungsdauer zu ermitteln. Das Forschungsvorhaben wird aus Mitteln des BMWi über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) unter dem Förderkennzeichen gefördert. Betreuende Mitgliedsvereinigung der AiF ist der Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik e. V. (VEU) Filterprüfung mit SFree als Testsubstanz 2007 wurde im Filterprüfzentrum des IUTA als Alternative zum bislang eingesetzten Dieselabgas die Testsubstanz SFree eingesetzt, um die Geruchsabscheidung von Filtersystemen zu testen. Das Stoffgemisch SFree besteht aus Ethylacrylat, Methylacrylat und 2- Ethyl-3-Methylpyrazin und wird als schwefelfreies Odourierungsmittel in der Erdgasindustrie eingesetzt. Die Einspeisung des SFree-Prüfgases erfolgt vor dem statischen Mischer in einen auf 23 C und 50 % relative Feuchte konstant gehaltenen Luftvolumenstrom von 150 m³/h. Der Einspeisepunkt in den Prüfkanal ist derselbe, wie bei Versuchen mit Dieselabgas. Bild 4-7 zeigt eine Übersicht. Mithilfe dieser SFree-Einspeisung können für die Filterprüfung reproduzierbare Geruchseinheiten realisiert werden. Die Geruchsabscheideleistung wurde von insgesamt 8 unterschiedlichen Kfz-Innenraumfiltern bestimmt. Bild 4-8 zeigt eine entsprechende Übersicht der nach DIN EN bestimmten Filtereffektivitäten. Bild 4-9 zeigt die Fehlerbreite der Messungen. Es wird deutlich, wie wichtig Mehrfachbestimmungen sind, um Merkmale unterschiedlicher Filtertypen unterscheiden zu können. Erste Vergleichsmessungen zwischen der Geruchsabscheidung von Dieselabgas und dem alternativen Testgas SFree wurden an zwei unterschiedlichen Filtertypen durchgeführt (siehe Bild 4-10). Die Anzahl der Einzelmessungen pro Testgas und Filter war n = 5. Dipl.-Ing. Achim Hugo +49 (0) hugo@iuta.de 37

40 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 S-Free Filter holder approach velocity 0,83 m/s exhaust air air conditioning 50% RH, 23 C distributor 150 m³/h rotameter mixer p upstream downstream Venturi meter sample fo? fuel oil d? diesel rd? referencediesel bd? biodiesel(fame) du? ultimatediesel diesel engine fo d rd bd ud Odour Filteralterung Bild 4-7: Einspeisung der alternativen Testsubstanz SFree Geruchsabscheidung von SFree Geruchsabscheideeffektivität [%] Typ der Kfz-Innenraumfilter Bild 4-8; Geruchsabscheideleistungen (KfZ-Filtereffektivitäten) für SFree alstestsubstanz Geruchsabscheideeffektivität [%] Geruchsabscheidung von SFree (n = 5) Typ der Kfz-Innenraumfilter Bild 4-9: Geruchsabscheideleistung für SFree bei Filtermessungen mit n = 5 Geruchsabscheideeffektivität [%] Geruchsabscheidung von Dieselabgas und SFree 89 Dieselabgas Filterproben des Kfz-Innenraumfilter-Typs A01 und A02 Bild 4-10: Geruchsabscheideleistungen unterschiedlicher Kfz- Innenraumfilter-Typen für die Testgase Dieselabgas und SFree für n = 5 SFree Die Ergebnisse zeigen Geruchsabscheideleistungen, die für das Testgas SFree bezüglich der bestimmten Mittelwerte höher liegen als die des Testgases Dieselabgas. Aufgrund der hohen Fehlertoleranzen beim neuen Testgas lässt sich jedoch noch keine eindeutige Aussage treffen. Künftige Messungen sollen das klären. Das Forschungsvorhaben wird aus Mitteln des BMWi über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) unter dem Förderkennzeichen 14883BG gefördert. Betreuende Mitgliedsvereinigung der AiF ist der Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik e. V. (VEU). Dipl.-Chem. Hartmut Finger +49 (0) finger@iuta.de 38

41 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Luftreinhaltung & Filtration Prüfung von Kfz-Innenraumfiltern / Kabinenluftfiltern Im Straßenbereich sind Verunreinigungen der Luft durch Partikel (insbesondere Reifenabrieb und Ruß) und gasförmige Stoffe besonders hoch. Kfz-Innenraumfilter dienen zur Reinigung der Außenluft, die der Fahrerkabine zugeführt wird, und somit dem Schutz der Insassen vor Schadgasen und Partikeln. Die Abscheidung der Partikel erfolgt durch Filtration, die der Schadgase durch Adsorption an Aktivkohle, die zumeist als Granulat zwischen zwei Stütz- und Trageschichten eingebettet ist. Die Stützschichten fungieren gleichzeitig als Partikelfilter, so dass ein Kombinationsfilter verwirklicht ist. Zum Leistungsvergleich werden Kfz-Innenraumfilter von der Industrie nach DIN Luftfilter für Kraftfahrzeuginnenraum, Prüfverfahren für Partikelfiltration und Adsorptionsfiltration getestet. In dieser Norm sind die Randbedingungen für die Messungen festgelegt. Die Lufttemperatur ist mit 23 C und die relative Feuchte mit 50 % angegeben. Auch die Abmaße des Prüfkanals, die Prüfgase und ihre einzustellenden Rohgaskonzentrationen sind vorgegeben. T, Gasdosierung v Sensoren Strömungsgleichrichter Partikeldosierung Bedampfungsstrecke Dampferzeuger Zuluft Abluft p Filterhalter Messgeräte Ventilator Im Gegensatz zu den statischen Vorgaben der Norm sind die realen Einsatzbedingungen von Kfz-Innenraumfiltern jedoch gekennzeichnet durch dynamische Änderungen der Temperatur und der relativen Luftfeuchte. Insbesondere der adsorptive Reinigungsprozess wird dadurch beeinflusst. So ist es möglich, dass zuvor adsorbierte Schadgase wieder freigesetzt werden (Desorption). Damit ist ein Teil der Schutzwirkung der Filter in Frage gestellt. Kühlregister Heizregister HEPA- AK- Filter Filter Bild 4-11: Skizze des Filterprüfstands 39

42 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Um das dynamische Adsorptionsverhalten von Kfz-Innenraumfiltern bei variierender Temperatur, relativer Luftfeuchte und Eingangskonzentration untersuchen zu können, wurde in Zusammenarbeit mit der Universität Duisburg-Essen ein Filterprüfstand aufgebaut (siehe Bild 4-11), der über die Anforderungen nach DIN weit hinaus geht. Durch umfangreiche klimatechnische Komponenten können Luftzustände mit Temperaturen von bis zu 100 C und relativen Luftfeuchten von bis zu 95 % eingestellt und unabhängig von den klimatischen Umgebungsbedingungen gehalten werden. Das schließt selbstverständlich auch die Normbedingungen nach DIN ein, die genau eingehalten werden können. Das ist für Filtertests im Auftrag der Industrie sehr wichtig, weil schon geringe Schwankungen von Temperatur oder relativer Luftfeuchte einen negativen Einfluss auf das Durchbruchsverhalten ausüben und zu einer fehlerhaften Bewertung der Filter führen. Als Schadgase werden standardmäßig n- Butan, Toluol und Schwefeldioxid eingesetzt. Von aktuellem Interesse sind weiterhin Stickoxide, Ozon, Ammoniak und Schwefelwasserstoff. Zur Bestimmung der Gaskonzentrationen von organischen Verbindungen werden Flammenionisationsdetektoren (FID) eingesetzt. Sie sind mit erweitertem Messbereich ausgestattet, so dass auf der Reingas-Seite Konzentrationen bis ca. 0,5 ppm einwandfrei erfasst werden können. Zur Messung von Schwefeldioxid steht ein UV-Fluoreszenzanalysator zur Verfügung. Dabei handelt es sich um ein Immissionsmessgerät, dessen Nachweisgrenze bei 0,4 ppb liegt. Ein identisches Gerät, das zusätzlich mit einem Konverter ausgestattet ist, dient der Messung von Schwefelwasserstoff. Die Messgeräte zur Bestimmung der Konzentrationen der Stickoxide NO/NO x basieren auf dem Chemilumineszenz-Prinzip. Ihre Nachweisgrenze liegt unter 1 ppb. In Verbindung mit einem Konverter lässt sich auch Ammoniak messen. Die Nachweisgrenze der Ozon-Messgeräte, die nach dem UV-Absorptionsprinzip arbeiten, liegt ebenfalls unter 1 ppb. Der Stand des Wissens zum dynamischen Adsorptionsverhalten von Kfz-Innenraumfiltern unter realen Bedingungen ist unzureichend. Es besteht noch erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Ein entsprechendes Forschungsprojekt dazu wurde in Kooperation zwischen IUTA, dem Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik der Universität Duisburg-Essen und dem Institut für Verfahrenstechnik/Thermische Verfahrenstechnik der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg durchgeführt. Titel des mittlerweile abgeschlossenen Projekts ist Untersuchung des dynamischen Adsorptionsverhaltens von Dünnschichtfiltern am Beispiel der Kfz- Innenraumfilter. Darin wurden am Prüfstand unter realitätsnahen Bedingungen Durchbruchskurven bei unterschiedlichen Temperaturen, rel. Feuchten und Konzentrationen im ppm- Bereich ermittelt, das Adsorptionsgleichgewicht der binären Gemische untersucht sowie der dynamische Adsorptionsprozess mathematisch modelliert. Aktuelle Fragestellungen zu der Thematik sowie das Interesse der Industrie führten zu dem Folgeprojekt Untersuchung der adsorptiven Abscheidung von Gerüchen, Stickoxiden, Ozon und Mehrkomponentengemischen an Kfz- Innenraumfiltern (FV-Nr BG), das seit August 2006 bearbeitet wird. Im Bereich der Feststofffiltration spielt die relative Feuchte keine direkte Rolle, jedoch beeinflusst die Feuchte die elektrostatische Ladung der Prüfpartikel und der Filterfasern. Die aus den Ladungen resultierenden elektrophoretischen Kräfte wirken sich auf das Filtra- 40

43 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 tionsverhalten aus. Dieser Einfluss kann einen KFZ-Innenraumfilter im Test extrem aufwerten oder sehr schlecht aussehen lassen. Um auch hier zu einer Vereinheitlichung der Tests und einer Vergleichbarkeit der Messergebnisse bei unterschiedlichen Prüflaboren beizutragen, werden die Abläufe von der Partikeldispersion bis zur Deposition auf den Fasern untersucht. Um die Ladungsphänomene in den Griff zu bekommen, wurde ein Hochspannungsentlader entwickelt, der durch Luftionisation das Partikelkollektiv entlädt. Die Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des ebenfalls vom BMWi über die AiF geförderten Projektes Entwicklung eines standardisierten Verfahrens zur Erzeugung eines Prüfaerosols mit definierten Ladungseigenschaften für die Filterprüfung (FV-Nr N) bis Oktober 2007 durchgeführt. Das Forschungsvorhaben wird aus Mitteln des BMWi über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) unter dem Förderkennzeichen gefördert. Betreuende Mitgliedsvereinigung der AiF ist der Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik e. V. (VEU). Dipl.-Ing. Uta Sager +49 (0)

44 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Luftreinhaltung & Nachhaltige Nanotechnologie Verbundprojekt NanoCare Gesundheitsrelevante Aspekte synthetischer Nanopartikel: Schaffung einer allgemeinen Informations- und Wissensbasis als Grundlage für eine innovative Materialforschung Im Rahmen des Projekts NanoCare Gesundheitsrelevante Aspekte synthetischer Nanopartikel: Schaffung einer allgemeinen Informations- und Wissensbasis als Grundlage für eine innovative Materialforschung wird am IUTA e. V. die Exposition gegenüber luftgetragenen Nanopartikeln am Arbeitsplatz sowohl mithilfe der Modellierung als auch anhand von Messungen vor Ort untersucht. Mithilfe von Fluiddynamiksimulationen werden die Freisetzung und das Verhalten von Nanopartikeln beim Auftreten einer Leckage im Bereich eines Reaktors realitätsnah simuliert (Bild 4-12). Berücksichtigt werden dabei die Luft-Strömungsverhältnisse innerhalb von exemplarischen Arbeitsplätzen und die im Bereich der Leckage stattfindenden Agglomerationsprozesse der Primärpartikel. Gleichzeitig finden Messungen an realen Arbeitsplätzen statt, wobei ein besonderes Augenmerk auf einer Unterscheidung von Produktpartikeln und Partikeln aus der Umgebung liegt. Hierfür wurde eine Reihe von Standardarbeitsanweisungen erstellt, welche die Vergleichbarkeit von Messungen (Bild 4-13) und die wesentlichen Messstrategien im Hinblick auf den Einsatz der verschiedenen Aerosolmessinstrumente (z. B. Scanning Mobility Particle Sizer [SMPS], Fast Mobility Particle Sizer [FMPS], Aerodynamik Particle Sizer [APS], etc.) beinhalten und so eine einheitliche Vorgehensweise bei den Messungen zur Raumexposition sicherstellen. Weiterer Gegenstand der Untersuchungen im Projekt NanoCare ist die Untersuchung der Stabilität von Agglomeraten von Primärpartikeln im Größenbereich von 20 nm bis 50 nm im luftgetragenen Zustand sowie das Verhalten der Nanopartikel/Agglomerate im Lungenmillieu. Zur Bestimmung der Agglomeratstabilität wurde ein neuer Versuchsstand aufgebaut, bei dem Agglomerate definierter Größe im Unterdruck auf einer Prallplatte durch Impaktion abgeschieden werden. Die Fragmentierung wird mithilfe von rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen beurteilt und daraus wiederum werden Rückschlüsse auf die Stabilität der Agglomerate gezogen. Eine weitere Methode zur Bestimmung der Agglomeratstabilität ist die Änderung der Anzahlgrößenverteilung beim Passieren einer (kritischen) Düse. Um Rückschlüsse auf die Abscheidung der Partikel in der Lunge (mit einer Luftfeuchtigkeit von 100 %) zu ziehen, wird das Anwachsen von Nanopartikeln bei hohen Luftfeuchtigkeiten mithilfe eines Tandem- SMPS untersucht. Das Projekt wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Förderkennzeichen 03X0021K gefördert. Dr. rer. nat. Thomas Kuhlbusch +49 (0) Dr.-Ing. Christof Asbach +49 (0)

45 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Bild 4-12: Verteilung der Nanopartikel bei einer Leckage in einer exemplarischen NP-Produktionshalle dn/dlog(d p ) [cm -3 ] 3.5x x x x x x x Fitted Size Distributions SMPS-T1 (0.3/3 lpm) SMPS-T2 (0.6/6 lpm) SMPS-G1 (L-DMA) SMPS-G1 (M-DMA) FMPS Particle Diameter d p [nm] Bild 4-13: Vergleichbarkeit von Anzahlgrößenverteilungen gemessen mit verschiedenen Messgeräten beim IGF in Dortmund Optimierung eines personengetragenen Thermalpräzipitators Ein Thermalpräzipitator (TP) in Form eines personengetragenen Partikelsammelgeräts sammelt Partikel in einem Größenbereich von wenigen Nanometern bis zu etwa einem Mikrometer. Er soll die Grundlage für zukünftige arbeitsmedizinisch-epidemiologische Untersuchungen bilden. In dem Gerät wird das physikalische Prinzip der Thermophorese angewendet. Es beruht auf dem Stofftransport aufgrund einer inhomogenen molekularen Impulsübertragung in einem Temperaturgradienten. In einem Versuchsmuster wird der Temperaturgradient durch zwei senkrecht angeströmte Heizdrähte erzeugt. Die Partikel werden auf zwei zur Strömung parallelen Platten abgeschieden. Ziel dieses Projektes ist die Optimierung der Anordnung hinsichtlich der Homogenität der Abscheidung. Dazu wurde die Abscheidecharakteristik numerisch bestimmt und entsprechend den Ergebnissen wurden Optimierungsvorschläge ausgearbeitet. Die 43

46 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Heizdrähte Auslass Einlass Bild 4-14: Konzentrationsprofil (#/m3) im TP (Temperatur im ersten Draht: 298K; im zweiten Draht: 301K; Umgebungstemperatur: 293K) Modellierung des bestehenden TP s zeigte eine recht inhomogene Abscheidung im Bereich der zwei Heizdrähte, siehe Bild Dadurch wird die quantitative Auswertung in der Anwendung nur schwer möglich. Die Partikel werden auf kleiner Fläche abgeschieden. Dadurch werden die Belegungsdichten schnell sehr hoch und nur schwer auswertbar. Ziel der derzeitigen Modellierungen ist es, zu einer besser verteilten und gleichmäßigeren Abscheidung zu kommen. Das Projekt wurde gefördert durch die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (baua). Dipl.-Ing. Nkwenti Azong-Wara +49 (0) azong-wara@iuta.de Dipl.-Ing. Heinz Kaminski +49 (0) kaminski@iuta.de Experimental and numerical simulation of the fate of airborne nanoparticles from a leak in a manufacturing process to assess worker exposure Die mögliche Toxizität von Nanopartikeln hat in den vergangenen Jahren verstärkt Aufmerksamkeit erregt. Toxikologen haben in letzter Zeit zunehmend die Oberflächenkonzentrationen luftgetragener (Nano-)Partikel als gesundheitsrelevantes Maß ins Spiel gebracht, um z. B. die Exposition von Arbeitern in der Nanoindustrie zu beschreiben. Ein Szenario, bei dem Arbeiter einer potenziell sehr hohen Exposition gegenüber Nanopartikeln ausgesetzt sind, existiert, wenn in einer Produktions- oder Verarbeitungsanlage für Nanopartikel eine Leckage entsteht und die Partikel freigesetzt werden. Zwischen der Leckage und dem Ort der menschlichen Exposition können physikalische und chemische Reaktionen zu Veränderungen der Partikel und Aerosoleigenschaften führen. Um die Exposition besser erfassen und verstehen zu können, ist die Kenntnis dieser Veränderungsprozesse wichtig. Ziel des Projektes ist es daher, eine solche Leckage sowohl experimentell als auch modelltechnisch zu simulieren. Hierzu werden an der University of Minnesota bekannte Partikel

47 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 durch eine Blende bei definierter Geschwindigkeit und Temperatur in einen Windkanal eingedüst und die Veränderungen der Partikel mithilfe eines SMPS (Anzahlgrößenverteilung) und NSAM (in der Lunge deponierter Anteil der luftgetragenen Partikeloberflächenkonzentration) untersucht. Am IUTA werden zeitgleich Modellierungen der Experimente durchgeführt und mit den experimentellen Ergebnissen verglichen, siehe Bild Diese CFD Modellierungen erlauben eine deutlich höhere räumliche Auflösung und liefern somit ein besseres Verständnis der Prozesse. Flow velocity Number Concentration At particle inlet 5 cm downstream 10 cm downstream 20 cm downstream Bild 4-15: Modelliertes Strömungsprofil und Anzahlkonzentration von 100 nm Partikeln im Querschnitt des Windkanals an verschiedenen Positionen hinter der Blende Das Projekt wird in Kooperation mit der University of Minnesota (Prof. David Pui) bearbeitet und durch die National Science Foundation, USA unter der Kennung G2006-Star-F2 gefördert. Dr.-Ing. Christof Asbach +49 (0) asbach@iuta.de Quellenzuordnung für Feinstaub in Hessen: Frankfurt/Main und Kleiner Feldberg Anhand von Messdaten der PM 10 -Konzentration und PM 10 -Inhaltsstoffen, die im Zeitraum vom bis an zwei HLUG-Messstellen (städt. Hintergrund und Verkehrsstation) in Frankfurt/Main sowie auf dem Kleinen Feldberg erhoben worden waren, wurde eine Quellenzuordnung mittels Rezeptor-Modellierung sowie mit dem Lenschow- Ansatz durchgeführt. Die Messstelle auf dem Kleinen Feldberg bildet den großräumigen, regionalen Hintergrund ab. Dies äußert sich in deutlich geringeren PM 10 -Mittelwerten (9,4 µg/m³ im Hintergrund im Vergleich zu 24,7 µg/m³ an der Stadtstation und 33,3 µg/m³ an der Verkehrsstation für die vergleichbaren Tage). Dies entspricht einem Anteil des regionalen Hintergrundes von 28 % und einem Stadtbeitrag von 46 % an der PM 10 -Konzentration der Verkehrsmessstelle, wobei lokale Emissionen 26 % zur gemessenen Belastung beitragen. Für die Quellenidentifizierung und zuordnung wurden das Lenschow-Verfahren unter Berücksichtigung des Hessischen bzw. UBA- Emissionskatasters eingesetzt sowie die Positiv-Matrix-Faktorisierung (PMF) in der Form des US EPA PMF-Modells. Ergänzend wurden Analysen der Windrichtungsverteilungen und der Rückwärtstrajektorien vorgenommen. Der Forschungsbericht wird voraussichtlich Mitte 2008 veröffentlicht. Das Projekt wurde durch das Hessische Ministerium für Umwelt, ländlichen Raum und Verbraucherschutz gefördert. Dr.-rer. nat. Astrid John +49 (0) johnas@iuta.de Dr. rer. nat. Ulrich Quass +49 (0) quass@iuta.de 45

48 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Wissenschaftliche Begleitforschung Immissionsabhängige Dynamische Verkehrsteuerung in Hagen (Westf.) In der Stadt Hagen wurden in den vergangenen Jahren an mehreren Stellen des innerstädtischen Ringsystems, insbesondere am Märkischen Ring, immer wieder Überschreitungen der Grenzwerte für PM 10 und/oder NO 2 festgestellt. Daher erhielt IUTA zusammen mit dem Ingenieurbüro SimuPlan (Dorsten) den Auftrag, eine einfache Methodik zur immissionsabhängigen dynamischen Verkehrssteuerung des Schwerlastverkehrs am lufthygienisch hoch belasteten Märkischen Ring zu entwickeln und zu validieren. Dazu wurde ein umfangreiches Messprogramm durchgeführt, um die Verkehrsverhältnisse, die lufthygienischen Belastungssituationen und die meteorologischen Gegebenheiten im Bereich der Hagener Innenstadt zu erfassen. Im Rahmen des Immissionsmessprogrammes wurden für den gesamten Innenstadtring (Märkischer Ring, Graf-von-Galen- Ring, Bergischer Ring) der Stadt Hagen Überschreitungen des zukünftigen Grenzwertes für das NO 2 -Jahresmittel nachgewiesen. Am Märkischen Ring wurde zudem für NO 2 das Stundenmittel von 200 µg/m³ an mehr als 18 Stunden sowie der Grenzwert für den PM 10 - Tagesmittelwert an mehr als 35 Tagen überschritten (Die 1-jährige Messperiode umfasste dabei nicht das Kalenderjahr und entsprach somit nicht den Vorgaben der EU-Richtlinie). Die Immissionsmessungen bestätigten damit die Einschätzung, dass der Märkische Ring der lufthygienisch am höchsten belastete Straßenzug in Hagen ist. Neben dem Verkehrsaufkommen wurden als wesentliche Eingangsgrößen für die Verkehrssteuerung die meteorologischen Größen Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Globalstrahlung identifiziert. EDV-System simdrive zur immissionsabhängigen Steuerung des Schwerlastverkehrs am Märkischen Ring entwickelt und in Betrieb genommen werden. Bei der Überprüfung der Minderungswirkung anhand der im Rahmen dieses Projektes erhaltenen Messwerte, zeigten sich allerdings keine signifikanten Minderungen der NO 2, NO, PM 10 und PM 2.5 Massenkonzentrationen. Dieses ist unter anderem auf die zumeist sehr geringe Befolgungsrate (ca. 10 % im Mittel, max. ca. 30 %) der Steuerungssignale (LKW-Sperrung) zurückzuführen. Daher konnte die Minderungswirkung nur modelltechnisch überprüft werden. Durch Simulationsrechnungen konnte nachgewiesen werden, dass eine dynamische immissionsabhängige Verkehrssteuerung des Schwerlastverkehrs das Potenzial aufweist hohe NO 2 -Immissionswerte deutlich zu mindern, die Zahl der PM 10 -Überschreitungstage zu verringern, NO 2 -, PM 10 - und PM 2,5 -Mittelwerte geringfügig abzusenken. Das entwickelte Steuerungssystem wird derzeit als ein Modul im Rahmen von umfangreicheren Minderungsmaßnahmen im Stadtgebiet von Hagen diskutiert. Das Projekt wurde gefördert durch das Umweltbundesamt (UFOPLAN ) und die Stadt Hagen. Dr. rer. nat. Ulrich Quass +49 (0) quass@iuta.de Dipl.-Ing. Mathias Beyer +49 (0) beyer@iuta.de Auf der Grundlage der lufthygienischen und meteorologischen Messdaten konnte das 46

49 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Ermittlung des Beitrages von Reifen-, Kupplungs-, Brems- und Fahrbahnabrieb an den PM 10 -Emissionen von Straßen Im Hinblick auf die prozessbezogenen Beiträge nicht-motorischer Partikelemissionen durch Abrieb und Aufwirbelung existieren derzeit lediglich Studien, die an stark belasteten Innerortsstraßen oder in Tunneln durchgeführt wurden. Für die Emissionen von Autobahnen konnten die so gewonnenen Ergebnisse daher nicht ohne weiteres als repräsentativ für die Situation an Autobahnen betrachtet werden. Um diese Wissenslücke zu schließen, wurden vom IUTA in Kooperation mit dem Institut für Umweltanalytik an der Universität Duisburg- Essen an der Autobahn A61 für mehr als 1 Jahr Luv-Lee Messungen durchgeführt. Das Konzept dieser Messungen ist schematisch in nachfolgendem Bild dargestellt. Die anhand der Messergebnisse ermittelten Emissionsfaktoren für PM 10, PM 1 bzw. PM 1-10 waren mit Ergebnissen anderer Studien aus Deutschland bzw. der Schweiz im Rahmen der methodischen Grenzen gut vergleichbar. Mittels der multivariaten Positiv-Matrix- Faktorisierung wurden aus den Inhaltsstoffkonzentrationen die Beiträge der Einzelprozesse abgeschätzt. Dabei ergab sich mit ca. 9 mg/fzg-km der höchste Anteil für einen Faktor, der dem Bremsabrieb zugeordnet wurde, während für Reifenabrieb eine ca. 3fach geringere Emission festgestellt wurde. Insgesamt lagen die ermittelten Emissionsfaktoren im unteren Bereich der aus früheren Studien resultierenden Bandbreite. Dies dürfte hauptsächlich auf den überwiegend ungestörten Verkehrsfluss zurückzuführen sein. Das Projekt wurde durch das Bundesamt für Straßenwesen (bast) unter dem Kennzeichen FE /2004/LRB gefördert. Dr. rer. nat. Ulrich Quass +49 (0) quass@iuta.de Dr.-rer. nat. Astrid John +49 (0) johnas@iuta.de Vorbelastung Aufwirbelung Umgebung Bodeneintrag, trockene & nasse Deposition Direktemission Fahrzeug Bremsabrieb Reifenabrieb Abgas Deponiertes Material + Straßenabrieb Straße Gesamt- Belastung Aufwirbelung Bild 4-16: Konzept der Luv-Lee-Messungen an Straßen und immissionsrelevante Prozesse 47

50 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Umwelthygiene & Analysetechnik Oxidative Behandlung von Krankenhausabwasser-Teilströmen zur Beseitigung von persistenten, hochwirksamen Pharmazeutika Die Menge an Arzneimitteln, die im klinischen und ambulanten Bereich verabreicht werden, steigt immer weiter an. Über die Ausscheidungen der Patienten gelangen hohe Anteile in die Abwässer. Schon allein auf diesem Weg verbreiten sich Arzneimittel zunehmend in der Umwelt. Aufgrund der nicht absehbaren Auswirkungen auf den Menschen und die Natur sind konkrete Maßnahmen zur Minimierung der Arzneimitteleinträge angezeigt. Das Forschungsvorhaben, dessen Ergebnis ein Konzept zur Sammlung und direkten Behandlung von Abwässern aus Toiletten war, wurde mit dem Bau einer Demonstrationsanlage im technischen Maßstab verwirklicht. Die Teilstrombehandlung von Krankenhausabwasser hat den Vorteil, dass eine effektive Behandlung von relativ kleinen Volumenströmen mit entsprechend hohen Substanzkonzentrationen möglich ist. Im Gegensatz dazu steht die end-of-pipe Behandlung in einer Kläranlage mit entsprechend hoher Verdünnung. Die direkte Behandlung am Entstehungsort entspricht dem Nachhaltigkeitsprinzip; sie vermeidet Schadstoffeinträge in die Umwelt. Die Demonstrationsanlage wurde im Keller des IUTA installiert und in das Abwassersystem integriert. Es sammelt die Wässer von 14 Toiletten, die für durchschnittlich 70 Angestellte zur Verfügung stehen. Dieses Abwasser ist die Untersuchungsmatrix, der die Testmedikamente zugegeben werden. Die Substanzen sind sehr gut wasserlöslich. Das bedeutet, dass die an die abgesetzten Feststoffe adsorbierten Anteile mengenmäßig unbedeutend sind. Deshalb konnten sich die Untersuchungen auf den flüssigen Überstand des Toilettenabwassers beschränken. Dafür wurde eine 24-stündige Absetzzeit eingehalten. Die Behandlung der Abwässer erfolgt nach drei ausgewählten Verfahren: Hg-ND (Hg- Niederdruckstrahler + H 2 O 2 ), Hg-MD (Hg- Mitteldruckstrahler + H 2 O 2 ) und Ozon (reine Ozonisierung). Für die Versuche werden unterschiedliche Mengen bei verschiedenen Temperaturen und unterschiedlichen Wasserstoffperoxidkonzentrationen verwendet, zum einen im batch- Betrieb und zum anderen mit kontinuierlicher H 2 O 2 -Zugabe. Die Ergebnisse zeigen, dass ein effektiver Substanzabbau (> 99 %) für die untersuchten sieben Zytostatika, acht Antibiotika, acht Psychopharmaka, Diclofenac und Carbamazepin erzielt werden kann. Darüber hinaus ist mit der oxidativen Behandlung die Genotoxizität (umu- Test) und Mutagenität (ames-test) der untersuchten Abwässer vollständig abbaubar. Die Demonstrationsanlage hat sich im Dauerbetrieb über 12 Monate bewährt. Mit den gewonnenen Erfahrungen und Versuchsergebnissen ist das Wissen vorhanden, die geeignete Technik für die jeweiligen Anforderungen auszuwählen. Dass auch die Kosten der Teilstrombehandlung in einem überschaubaren Kostenrahmen liegen, zeigen die jährlichen Betriebskosten. Die Behandlung von 3,5 m 3 pro Tag kostet /a für Hg-Nd + H 2 O 2, /a für Hg-Md + H 2 O 2 beziehungsweise /a für die Ozonisierung. Vor dem Hintergrund der EU Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) sind sowohl die gezielte Teilstrombehandlung hoher Konzentrationen vor Ort, wie zum Beispiel psychiatrischen Krankenhäusern, die als Haupteintragsweg von Psychopharmaka anzusehen sind, oder bei Schwerpunktkliniken mit hohen Verbrauchsmengen an Antibiotika und Zytostatika, als auch die Behandlung von Kläranlagenabläufen sinnvoll. Beide Verfahrensansätze werden weiter verfolgt, wobei auch der Frage nach den Oxidations- und Abbauprodukten nachgegangen wird. 48

51 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Mit den in den zwei IGF - Projekten entwickelten Labor- und Pilotanlagen (s. Bild 4-17) wurden im Auftrag der Pharmaindustrie auch Untersuchungen zur Behandlung hoch belasteter Industrieabwässer durchgeführt. Bei einer neuen Produktionsanlage der F. Hoffmann La Roche AG in Mexiko werden das Verfahren und die Technik eingesetzt. Aufbauend auf den Untersuchugen von IUTA wurde von der Fa. EnviroChemie Ende 2007 eine Ozonisierungsanlage zur Eliminierung des Zytostatikums Capecitabin und des Immunsuppressivums Mycophenolat-Mofetil installiert. Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik e. V. (VEU). Dr. rer. nat. Jochen Türk +49 (0) tuerk@iuta.de Das Projekt wurde aus Haushaltsmitteln des BMWi über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) unter dem Förderkennzeichen gefördert. Betreuende Mitgliedsvereinigung der AiF war der Laboranlage Halbtechnische Anlagen IUTA Pilotanlage zur Ozonisierung und UV-Oxidation 10 9,5 9,8 65 >250 Behandlungszeit (99 % Abbau CP) [min L -1 ] ,2 Hg-LP 0,35 Hg-MP 1,0 0,22 Ozone 6,5 halbtechnische Anlage Pilotalage Laboranlage Bild 4-17: Darstellung der Verfahrensentwicklung vom Labor- bis zum Pilotmaßstab am Beispiel der Behandlungszeiten zur Eliminierung von Cyclophosphamid aus dotierten Toilettenabwässern. 49

52 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Vorkommen von Mykotoxinen im Innenraum Ein sichtbarer Schimmelpilzbefall in Wohnräumen ist ein hygienischer Mangel und unerwünscht. Ein Befall muss nicht unbedingt sichtbar sein, er kann lange hinter Möbeln oder Wandverkleidungen verborgen bleiben. Da sich Menschen in Industrieländern zu mehr als 80 % ihrer Zeit in geschlossenen Räumen aufhalten, stellen Innenraumkontaminationen grundsätzlich ein hohes Umgebungsrisiko dar. Verschiedene epidemiologische Studien belegen den Zusammenhang zwischen Schimmelpilzexpositionen und A- temwegsbeschwerden. Nach einer repräsentativen Studie treten in über 20 % aller Wohnungen in Deutschland sichtbare Feuchtigkeitsschäden auf. In Abhängigkeit von abiotischen Faktoren (ph, Temperatur, Wasseraktivität) sind einige Pilze in der Lage, sekundäre Stoffwechselprodukte (Mykotoxine) zu produzieren. Über 400 Mykotoxine und andere Schimmelpilzmetaboliten sind bisher bekannt. Wie mittel- und schwerflüchtige Verbindungen können sich Mykotoxine im Hausstaub anreichern. Deshalb ist Hausstaub ein idealer Indikator für eine Mykotoxinkontamination im Innenraum. Gleichzeitig stellt Haustaub auch einen Pfad der Exposition gegenüber diesen Stoffen dar. In einer vom Land Nordrhein-Westfalen und der Europäischen Union teilfinanzierten Studie werden bevölkerungsrepräsentative Hausstaubproben auf acht Mykotoxine analysiert. Ein Teil stammt aus der norddeutschen Leukämie- und Lymphomstudie und cirka 300 weitere Haustaubproben aus Haushalten mit und ohne sichtbaren Schimmelpilzbefall. Gesucht wurden die Substanzen Deoxynivalenol, Sterigmatocystin, Ochratoxin A, Gliotoxin, Citrinin, Aflatoxin B1, Diacetoxyscirpenol und Roridin. Diese Stoffe wurden aufgrund von Literaturnennungen für Innenräume, aufgrund ihrer toxischen Eigenschaften (u. a. Zytotoxizität, Kanzerogenität, Teratogenität, Immunsuppressive Eigenschaften, Hepatotoxizität) und aufgrund ihrer Verfügbarkeit als analytische Standards ausgewählt. Bild 4-18: Positives und negatives ESI-LC-MS/MS Chromatogramm der acht ausgewählten Mykotoxine. Der Hausstaub wird von Hand auf eine Faktion < 63 µm gesiebt und das Siebgut mit Methanol/Wasser (84:16) im Ultraschallbad extrahiert. Aufgrund der unterschiedlichen Polaritäten der Analyten wird auf eine Matrixabtrennung, zum Beispiel per Festphasenextraktion, verzichtet. Stattdessen werden die Extrakte direkt analysiert. Die Analyse erfolgt mittels HPLC-MS/MS mit positiver und negativer Elektrospray-Ionisierung (Bild 4-18). In 12 der bisher 170 untersuchten bevölkerungsrepräsentativen Hausstaubproben wurden Sterigmatocystin (1 Probe, 109 µg/kg), Gliotoxin (1 Probe, 107 µg/kg) und insbesondere Deoxynivalenol (10 Proben, µg/kg) gefunden. Dr. rer. nat. Volker Plegge +49 (0) plegge@iuta.de 50

53 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Hochtemperatur-Flüssigkeits- Chromatografie Die Vorzüge dieses Säulenofens für die Hochtemperatur-Flüssigkeits-Chromatografie konnten an mehreren Beispielen gezeigt werden. So konnten Antibiotika mit einem simultanen Temperatur- und Lösemittelgradienten innerhalb von nur 1,5 Minuten getrennt werden. Diese Methode konnte erfolgreich auch zur Quantifizierung von Antibiotika in Gülle eingesetzt werden. Dazu wurde die Einheit mit einem Massenspektrometer gekoppelt. Die Trennung der genannten Analyten konnte auch mit einer rein wässrigen mobilen Phase mittels eines Temperaturgradienten und innerhalb von nur 16 Minuten durchgeführt werden. Das Projekt wurde gefördert durch: Bild 4-19: Hochtemperatur-HPLC-MS-Kopplung. Dr. rer. nat. Thorsten Teutenberg +49 (0) In einem ProInno-Projekt des IUTA mit der Firma SIM Scientific Instruments Manufacturer GmbH aus Oberhausen wurde das schon in vorangegangenen Berichten beschriebene Heizsystem für die Hochtemperatur-Flüssigkeitschromatografie bis zur Marktreife gebracht. Das Hauptelement bildet ein Säulenofen aus drei separat steuerbaren Modulen, die für die intelligente Temperaturführung wesentlich sind. Die gesamte Einheit ist zu allen bekannten HPLC Systemen kompatibel und es können alle gängigen HPLC Detektoren verwendet werden. Besondere Vorteile dieser Technik sind zum einen kürzere Analysenzeiten und zum anderen die Minderung des Anteils an organischem Lösemittel in der mobilen Phase. Nicht zuletzt kann die Selektivität einer Trennung beeinflusst werden. 51

54 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Technische Thermodynamik & Gasaufbereitung Entwicklung eines Oxidationskatalysators auf der Basis von offenporigen Metallschäumen Gemeinsam mit dem Forschungsinstitut Edelmetalle & Metallchemie (fem), Schwäbisch Gmünd wurden neue Katalysatoren auf der Basis von Metallschäumen entwickelt. Die mit katalytisch wirksamen Edelmetallen dotierten Metallschäume sind zur Oxidation von Kohlenwasserstoffen aus Abgasen geeignet. Derzeit existieren für die Behandlung lösemittelhaltiger Abluft aus klein- und mittelständischen Betrieben so gut wie keine wirtschaftlich tragbaren Lösungskonzepte, insbesondere unter dem Aspekt der ab 2007 verschärften Anforderungen gemäß der 31. Bundesimmissionsschutzverordnung (31. BImSchV). Ziel der Entwicklungsarbeiten ist ein kostengünstiger, kompakter und robuster Oxidationskatalysator zur Abluftreinigung, dessen Trägermaterial aus offenporigen Metallschäumen mit definierter Porengröße und Porendichte besteht. Bild 4-20 zeigt zwei unterschiedliche Katalysatormaterialien. Das zelluläre Trägermaterial ermöglicht durch die Kombination von Struktur und Werkstoffauswahl eine hohe mechanische Stabilität, gute mechanische Bearbeitbarkeit und eine gute Durchströmbarkeit. Die chemische Reaktion des oxidativen Lösungsmittelabbaus findet an der Oberfläche der äußeren und inneren Stege der edelmetalldotierten Metallschäume statt, wobei der Katalysator durch seine vorgegebene geometrische Struktur weitgehend unempfindlich gegenüber Staubbelastungen ist. Durch die innovative elektrochemische Beschichtung der Metallschäume mit den aktiven Komponenten Palladium, Ruthenium oder Nickel entfallen mehrere klassische Arbeitsschritte zum Aufbau eines Katalysators (zum Beispiel Washcoat-Beschichtung, Imprägnierung und Aktivierung). Die Auswertung bisheriger Laborversuchsreihen zeigt, dass mit den hergestellten neuartigen Metallkatalysatoren bei Raumgeschwindigkeiten von bis zu h -1 Kohlenwasserstoffe wie n- Hexan, Isooktan, Isobutylacetat oder Toluol bereits bei Reaktionstemperaturen von 350 bis 450 C sehr gut mit Umsätzen oberhalb 95 % abgebaut werden (siehe Bild 4-21). Besonders hervorzuheben sind hohe Stoffumsätze des besonders stabilen Aromaten Toluol im Vergleich zu den getesteten Aliphaten. Umsatz/% Schaum Nr. 60 (Pd = 7,3 mg); Toluol RG = h mg C / m mg C / m mg C / m mg C / m Temperatur/ C Bild 4-21: Toluolumsatz in Abhängigkeit von Reaktionstemperatur und verschiedener Rohgaskonzentrationen bei einem palladiumdotierten Katalysator Bild 4-20: Ni-Cr-Katalysatorträgermaterial mit einer Porenzahl 6 11 ppi (Poren pro Inch) -links und mit ppi rechts In den Laborversuchen haben sich die untersuchten Metallschaumkatalysatoren bislang als sehr robust erwiesen. Bei der Beaufschlagung mit den einzelnen Lösemitteln ist kein Aktivitätsverlust der untersuchten Katalysatoren aufgetreten. In der letzten Projektphase wird ein Scale-up des Laborverfahrens vorgenommen, wobei in 52

55 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 einer Pilotanlage der neuartige Oxidationskatalysator vor Ort unter realen Betriebsbedingungen im Abgaskanal eines lösemittelverarbeitenden Betriebes getestet wird. Das Projekt wurde aus Haushaltsmitteln des BMWi über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) unter dem Förderkennzeichen ZN gefördert. Betreuende Mitgliedsvereinigung der AiF war der Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik e. V. (VEU). Dr.-Ing. Egon Erich +49 (0) Entwicklung eines neuen Elektrolyten für den Einsatz in Brennstoffzellen Einleitung Die Brennstoffzelle als Energielieferant der Zukunft steht im Focus weltweiter Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Im Vergleich zu Technologien, die mit konventionellen Energieträgern (Öl, Erdgas) betrieben werden, bietet die Brennstoffzellentechnologie hinsichtlich unkontrollierter Emissionen an CO 2 -, NO X -, Schwermetallen und Ruß sowie bei den Wirkungsgraden und Arbeitstemperaturen deutliche Vorteile. Insbesondere unter ökologischen Aspekten sind die nahezu Null- Emissionen an Schadstoffen und der bessere Wirkungsgrad gegenüber fossilen Energielieferanten konkurrenzlos. Derzeit konzentrieren sich Forschungsaktivitäten weltweit auf die Weiterentwicklung der PEM (Polymer Electrolyte Membrane). Die niedrige Betriebstemperatur von unter 100 C und die Nutzung eines polymeren Feststoffelektrolyten ermöglichen den modularen Aufbau des Systems zu kompakten Einheiten (Stacks). Diese Systeme können im Leistungsbereich von wenigen Watt bis hin zu einigen kw zur Stromversorgung stationärer wie auch portabler Systeme eingesetzt werden. Den Ionentransport gewährleistet der polymere Elektrolyt. Bei der dafür üblicherweise eingesetzten Nafion-Membran diffundieren H + -Ionen durch die Membran. Der Elektrolyt wirkt demnach wie eine semipermeable beziehungsweise Austauschermembran. Trotz der vielen Vorteile hat die PEM Brennstoffzelle einige gravierende Nachteile, die eine breite, erfolgreiche Markteinführung derzeit noch hemmen. Dazu gehören in erster Linie die Temperaturempfindlichkeit, die erforderliche Befeuchtung der Membran und der Preis. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines neuen Brennstoffzellenkonzepts, das die genannten Nachteile der PEM-Brennstoffzelle nicht mehr aufweist und eine weitere Alternative zu Nafion als Elektrolyt bietet. Eine Kombination von Vollmetallkatalysatoren und Zeolithen als Elektrolyt sind dafür vorgesehen. Katalysatoren Im Forschungsvorhaben wurden Pd- Katalysatoren auf zwei verschiedenen Metallträgern eingesetzt. Zum einen waren das Metallschwämme und zum anderen besonders aufgearbeitete Edelstahlspäne, die über ein elektrochemisches Verfahren mit Pd als katalytisch aktive Komponente belegt wurden. In Bild 4-22 ist ein Muster des Spänekatalysators wiedergegeben. Für die Anwendung in den Brennstoffzellen wurden kleine Spansorten mit Palladium belegt und in die Zellen integriert. Dieser Spänekatalysator, eine Eigenentwicklung von IUTA (Patent DE ) zeichnet sich insbesondere durch einen geringen Druckverlust, hohe hydrothermale Stabilität und geringe Ansprechtemperatur aus. Die aktive Oberfläche ist 53

56 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 groß genug um die Reaktion bei milden Bedingungen durchzuführen. Alternativ zu diesen Katalysatoren wurden Palladiumkatalysatoren mit Metallschaum als Träger gefertigt. Diese Katalysatoren versprechen aufgrund der Porengeometrie des Trägers eine sehr feine, homogene Gasverteilung. Für die ersten Untersuchungen wurden Zeolithmuster auf der Basis von ZSM 5 herangezogen und sauer eingestellt. Ergebnisse Für die ersten Versuche wurde die Brennstoffzelle gemäß Bild 4-23 aufgebaut. Tests erfolgten mit Wasserstoff und Luft. Sie dienten in erster Linie dazu, die prinzipielle Eignung von Zeolithen als Elektrolytmembran nachzuweisen. Bild 4-22: Der Metallspänekatalysator Zeolithe als Elektrolyte für Brennstoffzellen Für viele Zeolithe kann das Si/Al-Verhältnis des kristallinen Gerüsts durch Maßnahmen bei der Synthese gezielt verändert werden. Je nach Aluminiumgehalt können dabei Zeolithe mit hydrophilen (relativ hoher Aluminiumgehalt) oder hydrophoben (aluminiumarm) Oberflächeneigenschaften hergestellt werden. Zeolithe können (in der Brönsted-sauren H + - Form) bei chemischen Reaktionen wie feste Säuren wirken. Demnach sind Zeolithe in dieser Protonenform so genannte Festkörpersäuren. Die Säurestärke ist, wie bei der Nafion- Membran der PEM-Brennstoffzelle, mit denen von Supersäuren (sog. Olah-Säuren) vergleichbar. Durch gezielte Variation des Si/Al- Verhältnisses (Polarität des Zeolithgerüsts), der Art und des Gehaltes an Kationen (insbesondere Protonen) sowie der Porenstruktur können die sauren Eigenschaften von Zeolithen sowie deren Transporteigenschaften in weiten Grenzen maßgeschneidert werden. Sie bieten sich daher in besonderer Weise als Festkörper-Elektrolyte zum Einsatz in Brennstoffzellen an. 54 Bild 4-23: Schematische Darstellung des Laborreaktors Nach Befeuchtung des Zeolithen war mit den gewählten Betriebsparametern (Vordruck 70 kpa Wasserstoff, Volumenstrom 4,65 l/h; Luft 48,0 l/h, Sauerstoff 10,1 l/h) ein stabiler Betrieb der Brennstoffzelle möglich. Spannung, mv Spannung der BZ über der Zeit, Zeit, min Bild 4-24: Spannung der Brennstoffzelle über der Zeit (Datenaufnahme ) Bild 4-24 zeigt eine der ersten Spannungskurven für die vorgegebene Gaseinstellung. Mit dieser Einstellung konnte die Spannung stabil

57 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 auf cirka 400 mv gehalten werden. Die Brennstoffzelle reagiert, wie gewünscht, sehr schnell auf wechselndes Gasangebot. Die Messung wurde ca. 2 Monate nach der Erstinbetriebnahme der Brennstoffzelle durchgeführt. Eine zwischenzeitliche Befeuchtung der Zelle war nicht erfolgt. Auch einen Monat später konnte keine Abnahme der Spannung über die Messzeit ermittelt werden, allerdings war die erhaltene Spannung (ca. 380 mv) im Vergleich zu den vorangegangenen Messungen etwas zurückgegangen. Dies liegt jedoch nicht, wie vermutet werden könnte, am Austrocknen der Zelle, sondern an abfallender Feedgasmenge bzw. leicht schwankendem Feedgasdruck (keine Regelung). Zusammenfassung Ziel dieses Projektes war die Entwicklung eines neuen Brennstoffzellenkonzeptes, das die Nachteile der PEM-Brennstoffzelle nicht mehr aufweist und eine Alternative zu Nafion als Elektrolyt bietet. Die Kombination von Vollmetallkatalysatoren auf Basis von Metallschäumen und sauren Zeolithen ist Erfolg versprechend für den Aufbau eines neuen Brennstoffzellentyps. Die neue Brennstoffzelle wird wie die PEMFC mit Wasserstoff und Luft-Sauerstoff betrieben. Wie die bislang durchgeführten Untersuchungen zeigen, sind die von IUTA entwickelten Pd-Metallspänekatalysatoren für die Umsetzung von H 2 und O 2 in Brennstoffzellen gut geeignet. Eine erste Befeuchtung des Zeolithen ist notwendig, damit sich seine sauren Eigenschaften ausbilden. Bei den Versuchen reichte eine einmalige Befeuchtung des Zeolithen aus. Die Produktwasserabfuhr erfolgte problemlos mit dem Anodenabgas, besondere Vorkehrungen waren dazu nicht notwendig. Eine registrierbare Wärmetönung tritt nur dann auf, wenn eine H 2 -Bypass-Strömung z. B. durch Kanalbildung in der Zeolithschüttung zur Kathode gelangt. Für die Untersuchungen wurden bevorzugt Elektrolyte auf der Basis des Zeolithen ZSM 5 eingesetzt. Ergänzende Versuche mit einem Y-Zeolithen brachten nicht die gewünschten Ergebnisse, da es nicht gelang, den Zeolithen im erforderlichen Ausmaß sauer einzustellen. Die weitere Entwicklung der neuen Brennstoffzelle ist als Patent angemeldet (Europäische Patentanmeldung EP A2). Das Projekt wurde vom Projektträger ETN unter dem Förderkennzeichen T 202 gefördert. Dr.-Ing. Egon Erich +49 (0) erich@iuta.de Verbesserung des Trennprozesses bei der Druckgaswäsche für CO 2 aus Rauchgasen durch Membrankontaktoren Aus der Notwendigkeit heraus, den CO 2 - Ausstoß in naher Zukunft deutlich zu reduzieren, ergibt sich sowohl für Kraftwerksneubauten als auch für den Bestand an Kohlekraftwerken der Bedarf nach zeitnah umsetzbaren Konzepten zur CO 2 -Minderung. Diesbezüglich verfügt die Abscheidung von CO 2 aus dem Rauchgas (POST COMBUSTION DECARBONISATION) mittels Gaswäsche gegenüber anderen derzeit diskutierten Ansätzen (Pre Combustion Decarbonisation bzw. Oxyfuel-Prozess) über einen Technologievorsprung. Allerdings sind zur reibungslosen Integration in den Kraftwerksprozess unter möglichst weitgehender Beibehaltung eines hohen Wirkungsgradniveaus sowie zur Beherrschung der Reinigungsaufgabe weitreichende Forschungsarbeiten notwendig. Einen Beitrag hierzu leisten das Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA) e. V. sowie der Lehrstuhl für Umwelttechnik der 55

58 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Technischen Universität Dortmund (LSUT) durch das aktuelle Forschungsprojekt AiF- Projekt N Verbesserung der Druckgaswäsche für CO 2 aus Rauchgasen durch Membrankontaktoren und Simulation von Wirkungsgrad optimierten Kraftwerksprozessen mit postcombustion decarbonisation. Ziel ist es, die Druckgaswäsche mit wässrigen Aminlösungen durch Einsatz von Membrankontaktoren zu verbessern und Kraftwerkskonzepte mit POST COMBUSTION DECARBONISATION im Hinblick auf den Gesamtwirkungsgrad besser zu positionieren. Im Absorptionsprozess versprechen Membrankontaktoren große Vorteile gegenüber den üblicherweise eingesetzten strukturierten Packungen. Durch die Trennung der Phasen (Gas und Waschmittel) können die Ströme unabhängig voneinander variiert werden, wodurch ein verbessertes Teillastverhalten gegenüber strukturierten Packungen erwartet wird. Baugrößen der Absorber-Einheit. In Untersuchungen an einer Laboranlage der TU Dortmund sowie an der Technikumsanlage des IUTA wird der Einfluss der Membrankontaktoren auf die Selektivität der Absorption und damit auf den Absorber-Wirkungsgrad für verschiedene Waschmittel untersucht. Ferner wird der Einfluss auf den oxidativen Zersetzungsprozess von Waschmitteln auf Alkanominbasis bewertet. Hinsichtlich der Waschmittelaufbereitung sollen Auslegungsdaten für eine Demonstrationsanlage im Technikumsmaßstab ermittelt und eine Bewertung der Aufbereitungsalternativen vorgelegt werden. Um bei einem Scale-up in den Kraftwerksmaßstab den Wirkungsgradverlust möglichst gering zu halten, wird eine Integration der Energieflüsse aus dem zusätzlichen Anlagenkomplex in den vorhandenen Kraftwerksprozess entwickelt. Die Membranen sind dabei für CO 2 durchlässig und bieten eine große Kontaktfläche für den CO 2 -Durchgang in das Waschmittel an. Dadurch reduzieren sich die erforderlichen Bild 4-25: Optionen zur energetischen Optimierung der Post Combustion Decarbonisation 56

59 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Bild 4-25 gibt einen Überblick über die Optionen, die derzeit mittels Aspen Custom Modeler und Ebsilon simuliert werden. Das Projekt wird gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Umwelttechnik der Technischen Universität Dortmund bearbeitet und aus Haushaltsmitteln des BMWi über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) unter dem Förderkennzeichen 15234N gefördert. Betreuende Mitgliedsvereinigung der AiF war der Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik e. V. (VEU). Dipl.-Ing. Monika Vogt +49 (0) anlässlich einer Abschlussveranstaltung im Herbst 2008 der Fachöffentlichkeit vorgestellt. Bei dieser Gelegenheit wird auch der Branchenleitfaden, der konkrete und branchenspezifische Maßnahmen zur Einsparung von E- nergie und Minderung von Kosten beziehungsweise zur Steigerung der Energieeffizienz zusammenfasst, präsentiert. Gefördert wird das Projekt vom Ministerium für Wirtschaft, Mittelstand und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen im Förderschwerpunkt Branchenenergiekonzepte des REN-Programms. Der Projektträger Energie, Technologie, Nachhaltigkeit (ETN) im Forschungszentrum Jülich begleitet die Bearbeitung inhaltlich. Ferner stellt die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) Fördermittel für das Projekt bereit Branchenenergiekonzept für die Papierindustrie Wegen der energieintensiven Herstellungsprozesse in der Papierindustrie ist der Kostenfaktor Energie von erheblicher Bedeutung. Ziel des Projektes ist die Erstellung von Konzepten zur rationellen Energienutzung in der Papierindustrie. Die Bearbeitung erfolgt durch das Institut für Energie- und Umwelttechnik e. V. (IUTA), die PTS Papiertechnische Stiftung in München, das Aachener Ingenieurund Beratungsbüro EUtech GmbH sowie den Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT) der RWTH Aachen. Darüber hinaus liefern Unternehmen der Papierindustrie einen wesentlichen Beitrag. Für und mit den Betrieben werden technisch und wirtschaftlich attraktive Maßnahmen zur Reduzierung von Energieeinsatz, von CO 2 -Emissionen und Energiekosten erarbeitet. Dipl.-Ing. Monika Vogt +49 (0) vogt@iuta.de Die Arbeiten am Branchenenergiekonzept für die deutsche Papierindustrie gehen in die abschließende Phase. Die Ergebnisse werden 57

60 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Energieversorgung & Wasserstoff-Technologie Ausstattung PEM-Brennstoffzellen im Leistungsbereich von 10 W el bis 150 W el PEM-Brennstoffzellen-Teststände mit LabVIEW-Steuerung PEM-Brennstoffzellen- Gasbefeuchtungssysteme Teststand zur Untersuchung der Be- und Entladung von Wasserstoffspeichern Teststand zur Untersuchung der Verdampfung in porösen Medien Versuchsanlage zur Reformierung flüssiger Energieträger mit überkritischem Wasser (SuperCritical Water Reforming SCWR) Leistungsspektrum Der Bereich Energieversorgung und Wasserstofftechnologie widmet sich grundlagenorientierten und anwendungsorientierten Entwicklungen im Bereich wasserstoffbasierter Energiesysteme. Das Leistungsspektrum wird künftig auf weitere, nicht auf Wasserstoff basierende Energiewandlersysteme erweitert werden. frühzeitig im Produktwasser bestimmt werden können. Auch die effektive Kühlung von und die effektive Wärmeauskopplung aus PEM-Brennstoffzellen sind verfahrenstechnisch zu verbessern. Das soll eine Verdampfungskühlung leisten, die im Rahmen eines IGF- Vorhabens entwickelt wird. In der PEM-Brennstoffzellentechnologie liegt ein potenzielles Marktsegment bei Systemen zur orts- und netzunabhängigen Stromversorgung. Auch Hilfsenergiesysteme (APU - Auxiliary power unit) im Bereich der Automobilund Flugzeugindustrie stehen im Fokus des Interesses. Ihre Realisierung steht und fällt mit dem Aufwand für die Bereitstellung des benötigten Wasserstoffs. Je nach Anwendung ist dafür ein Speicher notwendig oder der Wasserstoff muss vor Ort erzeugt werden. Der Institutsbereich Energieversorgung und Wasserstofftechnologie wurde daher um die Themen Wasserstofferzeugung und Wasserstoffspeicherung erweitert. Im Folgenden werden beispielhaft sechs der im Berichtszeitraum bearbeiteten Projekte erläutert: Die F&E-Aktivitäten zu verfahrenstechnischen Verbesserungen der PEM-Brennstoffzellentechnologie wurden fortgesetzt. Ein Schwerpunkt lag weiterhin bei dem Thema Wasser der Brennstoffzelle. Grundlegende Untersuchungen zum Wasserhaushalt in PEM- Brennstoffzellen wurden fortgeführt. Dafür wurde eine Ultraspurenanalytik vorangetrieben, mit der Membran-Degradationsprodukte 58

61 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Filtersystem für partikuläre und gasförmige Luftschadstoffe für längere Standzeiten von PEM- Brennstoffzellen Die bislang noch unzureichenden Standzeiten von PEM-Brennstoffzellen werden durch Degradation der Zellen verursacht. Als Hauptverursacher werden Schadstoffe angesehen, die mit der Luft oder dem Wasserstoff eingetragen werden. Dieser Einfluss ist bisher nur unzureichend untersucht worden; Qualitätsanforderungen gibt es zwar für das Brenngas, nicht aber für die Versorgungsluft. Gerade in städtischen, belasteten Regionen (wie zum Beispiel im Ruhrgebiet), aber auch in Schwellenländern mit einem hohen wirtschaftlichen Wachstum (wie zum Beispiel in Indien und China), sind die verkehrs- und industriebedingten Abgase dem Betrieb von Brennstoffzellen nicht zuträglich. Bild 4-26: Versuchsstand mit Partikelgenerator und -messgerät Im Rahmen des Forschungsprojektes wird der Einfluss gasförmiger und partikulärer Luftbestandteile auf die Leistungsausbeute und Leistungscharakteristik von PEM-Brennstoffzellen detailliert untersucht. Es werden Grenzwerte für praxisrelevante Schadstoffe ermittelt und Filtersysteme entwickelt und erprobt, sie effektiv abzutrennen. Der Projektpartner ZBT in Duisburg führt Schadgasuntersuchungen durch, am IUTA erfolgen Untersuchungen zum Einfluss partikelförmiger Luftschadstoffe. Partikuläre Bestandteile (zum Beispiel mineralischer Staub, Rußpartikel) lagern sich in der Brennstoffzelle ab und führen zu Einschränkungen des Stofftransports und des Stoffumsatzes durch Verschließen der mikroporösen Gasdiffusionslagen und Katalysator-Schichten. Sie können aber auch molekulare Bestandteile freisetzen (zum Beispiel Kationen aus Seesalzaerosolen), die den Katalysator schädigen (Katalysatorgifte) oder die Protonenleitfähigkeit der Membran herabsetzen. 59

62 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Gesucht wird die Grenzbelastung für Partikel, ab der eine signifikante Leistungsminderung der Zelle erkennbar wird. Aus solchen Werten sollen Rückschlüsse auf notwendige Filterleistungen mit realer Umgebungsluft gezogen und geeignete Filter ausgewählt werden. Das Forschungsvorhaben Entwicklung eines Filtersystems für partikuläre und gasförmige Luftschadstoffe zur Erhöhung der Standzeit von PEM-Brennstoffzellen mit der Nummer N der Forschungsvereinigung VEU wird aus dem Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über die finanziert. Dipl.-Ing. Thomas Engelke Tel.: -131 engelke@iuta.de Dr. rer. nat. Stefan Peil Tel.: -223 peil@iuta.de Wasserhaushalt von PEM-Brennstoffzellen Trotz zahlreicher Fortschritte bei der Entwicklung von Polymerbrennstoffzellen sind wesentliche technische Probleme bisher ungelöst. Die Schwierigkeiten, eine optimale Befeuchtung der Membrane sicherzustellen, schränken die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der verfügbaren Brennstoffzellen noch immer stark ein. Eine genaue Erfassung und Regelung des Wasserhaushaltes der Membranen scheiterte bisher auch an den fehlenden analytischen Methoden, die Transportvorgänge von Wasser durch die Membran zu quantifizieren. Eine neuartige experimentelle Methode, mit der erstmalig die analytische Unterscheidung zwischen Befeuchtungswasser und Produktwasser beim Betrieb einer Brennstoffzelle möglich ist, soll neue Erkenntnisse liefern. Schweres Wasser (D 2 O, Deuteriumoxid) als Befeuchtungswasser lässt sich mit Hilfe eines FTIR-Spektrometers sehr gut von dem in der Brennstoffzelle durch die Brennstoffzellenreaktion aus Wasserstoff und Sauerstoff gebildeten Produktwasser (H 2 O) quantitativ unterscheiden. Durch Umstellung der Kathodengasbefeuchtung von leichtem auf schweres Wasser soll es möglich werden, die Stoffströme von Produkt- und Befeuchtungswasser durch die Membran zu bestimmen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden 2 verschiedene PEM-Einzeller mit jeweils 2 unterschiedlichen Membranen und 2 unterschiedlichen Flow-Field-Strukturen, sowie zwei 5-zellige PEM-Brennstoffzellen-Stacks untersucht. In den einzelnen Betriebspunkten der aufgenommenen U/I-Kennlinien wurden die Produktströme auskondensiert und die Massenbilanzen für Wasser und schweres Wasser erstellt. Dabei konnte über die kondensierten Produktströme keine vollständig 60

63 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 geschlossene Bilanz für H 2 O und D 2 O erstellt werden. Bei der D 2 O-Bilanz konnte die zugeführte D 2 O-Masse nicht vollständig wiedergefunden werden. Bis auf einige Ausnahmen wurde stets zuwenig D 2 O nachgewiesen, so dass ein D 2 O-Schlupf vorliegen muss. Massenspektroskopische Messungen, die in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für bioanorganische Chemie durchgeführt wurden, zeigten ein Vorkommen von HD und D 2 in dem getrockneten Abgas der PEM-Brennstoffzelle. Dies zeigt, dass anodenseitig auf dem Katalysator ein Austausch von H und D zwischen dem D 2 O und dem Brenngas H 2 stattfindet. Dabei geht Deuterium ins Brenngas und Wasserstoff in die Wasserbildung. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die hier angewendete Methode zur quantitativen Bestimmung des Wasserhaushalts einer PEM-Brennstoffzelle noch keine ausreichend exakten Ergebnisse liefert. Dennoch lassen die Ergebnisse Rückschlüsse auf den Wasserhaushalt einer PEM- Brennstoffzelle zu, die in einem dreidimensionalen Simulationsmodell umgesetzt werden und der verbesserten Auslegung von Brennstoffzellen dienen. Bild 4-27: Massenbilanz für einen 5-zelligen PEM-Stack in Abhängigkeit von der Zellspannung Das Forschungsvorhaben Entwicklung und Validierung eines Simulationsmodells für den Wasserhaushalt von PEM-Brennstoffzellen mit der Nummer N der Forschungsvereinigung VEU wird im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über die finanziert. Dipl.-Ing. Jens Wartmann Tel.: -222 wartmann@iuta.de Dipl.-Ing. Kirsten Helle Tel.: -222 helle@iuta.de 61

64 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Wasserstoffspeicher für HT-PEM- Brennstoffzellen Im Rahmen des Vorhabens wird ein Wasserstoffspeicher auf Metallhydrid-Basis (Alanat) entwickelt und aufgebaut. Der Speicher soll unter verschiedenen Lastzuständen getestet werden. Aus den anfallenden Daten werden die Betriebsparameter gewonnen, die beim späteren Betrieb des Speichers zusammen mit einer HT-PEM-Brennstoffzelle eingestellt werden. Das im Speicher eingesetzte Metallhydrid (Summenformel NaAlH 4 ) setzt bei der Betriebstemperatur der HT-Brennstoffzelle Wasserstoff frei. Somit findet über den Kühlkreislauf der Brennstoffzelle eine thermische Kopplung beider Systeme statt: Der Wasserstoff-Speicher fungiert dabei als Wärmesenke im Kühlkreislauf der Brennstoffzelle. Die Wärme desorbiert Wasserstoff und stellt damit den Brennstoff für den Betrieb der HT-PEM- Brennstoffzelle zur Verfügung. Der Kühl- und der Wasserstoffkreislauf sind separat aufgebaut. Eine Aufbauvariante des Gesamtsystems gibt untenstehende Abbildung wieder. Bild 4-28: Schematischer Aufbau des Teststandes Wasserstoffspeicher für eine HT-PEM-Brennstoffzelle Zur Verbesserung der Wärmeübertragung innerhalb des Speichers werden zusätzliche Wärmeleitstrukturen eingesetzt und getestet. Dazu zählen Metallschäume aus Aluminium. Für eine optimale Konzeption eines Metallschaum-Metallhydrid Systems, werden Metallschäume unterschiedlicher Porengrößen und Dichten zusammen mit dem Metallhydrid bezüglich der Wärmeleitfähigkeiten vermessen. Die Untersuchungen der jeweiligen Proben erfolgten in einem dazu entworfenen Behälter mit folgenden Eigenschaften: Druckfest bis p=8,5 bar (bei t=70 C) Gasdicht Vernachlässigbarer Wärmefluss über die Behälterwände (realisiert über min. Temperaturdifferenzen zwischen den Oberflächen des Deckels und des Bodens) Druck-Entlastung Leitung für sicheren Betrieb 62

65 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Simulationen zum Wärmeübergang und Messungen legten für die Konstruktion einen Behälter mit Flanschdeckel und 2 Dichtungen nahe. Der äußere Ring des Behälter- Flansches hat eine durchgehende PTFE- Flachdichtung. Innen ist eine Ring-Dichtung (mit quadratischem Querschnitt) aus Viton eingesetzt. Im unteren Bild ist der Behälter zerlegt dargestellt. Ring mit quadratischem Querschnitt Innenring aus Plexiglas Bild 4-29: Flachdichtung aus PTFE Komponenten des Probenbehälters Das Forschungsvorhaben Entwicklung eines portablen Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzellensystems mit thermisch integriertem Metallhydridspeicher mit der Nummer ZN der Forschungsvereinigung VEU wird im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über die finanziert. Dipl.-Ing. Robert Urbanczyk Tel.: -224 urbanczyk@iuta.de Verdampfungskühlung für PEM- Brennstoffzellen Der Brennstoffausnutzungsgrad bei PEM- Brennstoffzellen (PEM-BZ) kann verbessert werden. Sinnvoll ist es, auch die anfallende Abwärme der Brennstoffe zu nutzen. Mit einer konventionellen Wasserkühlung kann man eine nutzbare Temperatur von maximal 55 C auskoppeln. Soll die anfallende Wärme zu Heizzwecken und zur Brauchwassererwärmung benutzt werden, reicht diese Temperatur nicht aus, da die meisten Heizungssysteme noch mit einem Temperaturverhältnis von 70/50 C arbeiten. Bei der zentralen Brauchwassererwärmung steht entgegen, dass die Hygienevorschriften eine Temperatur von mindestens 60 C im Speicher verlangen. 63

66 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Um diese Nachteile zu vermeiden, soll im Rahmen dieses Forschungsvorhabens zusammen mit den Projektpartnern ZBT in Duisburg und IWTT in Freiberg eine Verdampfungskühlung für PEM-BZ entwickelt werden. Die Lösung wird mit einem flüssiggasförmigen Phasenwechsel verfolgt, der die Nutztemperatur der Abwärme auf 70 C anhebt. Neben der erhöhten Nutztemperatur bietet die Verdampfungskühlung noch weitere Vorteile. Durch nahezu identische Ein- und Austrittstemperaturen des Kühlmediums wird der Stack auch auf konstanter Temperatur gehalten. Dadurch lassen sich die gefürchteten Hot Spots im Stack vermeiden. Die Verdampfungskühlung arbeitet nach dem Prinzip des Wärmerohrs (heat pipe). Das Kühlmedium wird mit einer Temperatur knapp unterhalb des Siedepunkts in die Brennstoffzelle geleitet. In den Bipolarplatten ist ein offenporiges Medium eingelassen, welches die Fluidverteilung und die gleichmäßige Verdampfung über der gesamten Oberfläche gewährleisten soll. Verdampfungsvorgänge in (offen)porösen Medien sind komplex und schwer zu überschauen. Neben experimentellen Untersuchungen wird man für diese Entwicklung auch auf Simulationsrechnungen zurückgreifen müssen. Die obige Abbildung zeigt den fertig aufgebauten Teststand: In dem Vorratsbehälter (1) befindet sich die zu verdampfende Flüssigkeit. Sie fließt durch einen Massendurchflussregler (2) zum Heizschlauch (3). Sie wird dort bis kurz unter die Verdampfungstemperatur erwärmt und strömt 64 Bild 4-30: Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus weiter in die Testkammer (4). Diese enthält fünf einzelne Heizelemente. Die Steuerelektronik hierfür befindet sich in einem separaten Gehäuse (7). Jeweils am Ein- und am Austritt der Kammer werden Temperatur und Druck des Fluids gemessen. Der Druck im gesamten System kann durch ein Vordruckventil (6) auf den gewünschten Wert eingestellt werden.

67 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Der entstehende Dampf wird in einem Kondensationsbehälter (in der Abbildung nicht sichtbar) wieder verflüssigt. Ein Schwerpunkt der Arbeiten im abgelaufenen Jahr war die Entwicklung der Bipolarplatten. Zusammen mit dem ZBT und dem IWTT wurde das Design erarbeitet und es wurden erste Testmuster erstellt. Das Forschungsvorhaben Entwicklung einer Verdampfungskühlung für PEM-Brennstoffzellen zur verbesserten Nutzung der anfallenden Niedertemperaturwärme und zur Erhöhung des damit gekoppelten Gesamtwirkungsgrads von PEM-BZ-Systemen mit der Nummer 225ZBG der Forschungsvereinigung VEU wird im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über die finanziert. Dipl.-Ing. Georg Moldenhauer Tel.: Erzeugung von wasserstoffreichem Gas aus organischen Energieträgern mit überkritischem Wasser Während für relativ einfache, niedrig siedende Energieträger (zum Beispiel Erdgas, Methanol) Reformierungssysteme zur Wasserstofferzeugung auch für mobile Anwendungen zur Verfügung stehen, befinden sich die Verfahren zur Reformierung von komplexen Energieträgern (zum Beispiel Diesel oder Kerosin) noch in der Entwicklungsphase. Am IUTA wird dafür ein innovatives Konzept verfolgt, die Brenngaserzeugung durch Umsetzung organischer Energieträger mit überkritischem Wasser: SuperCritical Water Reforming (SCWR). Für erste Versuche wurde eine Laboranlage aufgebaut und in Betrieb genommen. Das Versuchsprogramm sieht Tests mit verschiedenen organischen Stoffen und Gemischen vor. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag zunächst bei der Reformierung flüssiger, schwer zu reformierender Energieträger. Dazu zählten: Methanol, Ethanol, Glyzerin, n- Hexan, n-dekan, Biodiesel, Aral Ultimate Diesel, Kerosin Jet A-1 und Rohglyzerin aus der Biodieselproduktion. Im SCWR-Prozess konnte in allen Fällen eine fast vollständige Reformierung dieser Stoffe in ein wasserstoffreiches Brenngas erreicht werden. Die Wasserstoffausbeuten lagen zwischen 43 und 73 %. Die restlichen Produktgasbestandteile waren Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Methan. In systematischen Versuchsreihen wurde die Wasserstoffausbeute durch Variation der Betriebsparameter Druck, Temperatur, Kontaktzeit und Steam-to-Carbon Verhältnis der E- dukte optimiert. Weitere Untersuchungen sollen die SCWR- Reformierung von hochmolekularen Naturstoffen wie Zucker und Pflanzenöle, sowie auch von stark schwefelhaltigen fossilen Energieträgern (wie zum Beispiel Schiffsdiesel), umfassen. Im Rahmen des laufenden Projekts wurde auch ein Konzept zur Integration der SCWR- Technologie in die Biodieselproduktion entwickelt mit dem Ziel der stofflichen und energetischen Verwertung des im Produktionsprozess als Nebenprodukt entstehenden Rohglyzerins. Ausgehend von einer typischen Biodiesel-Anlagengröße wurde ein 10 kw el SCWR-Reformer konstruiert. In dem Anlagenkonzept wird die notwendige thermische E- nergie dem Reaktor über einen keramischen Porenbrenner zugeführt. Es ist vorgesehen, das erzeugte Produktgas über einen Gasmotor/Generator zu verstromen und die Abwärme in den Biodieselherstellungsprozess zu- 65

68 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 rückzuführen. Ein alternatives Konzept sieht die Möglichkeit vor, aus dem Produktgas in einem weiteren Prozessschritt Methanol zu synthetisieren, das wieder in den Biodiesel- Herstellungsprozess zurückgeführt werden kann. Die Versuchsanlage wurde aus Mitteln des EU-Strukturfonds ko-finanziert und im Rahmen des Ziel 2 Programms unter Beteiligung des Wirtschaftsministeriums NRW gefördert. Die F&E-Arbeiten an der Versuchsanlage werden aus Mitteln des EU-Strukturfonds kofinanziert und im Rahmen des Ziel 2 Programms unter Beteiligung des Innovationsministeriums NRW über den Projektträger ETN am FZ Jülich GmbH im Rahmen des REN-Programms unter Förderkennziffer T-186 gefördert. Dr. Yevgeny Makhynya Tel.: -224 makhynya@iuta.de Rohglycerinzusammensetzung: Glycerin: 40 bis 90 % Wasser: 8 bis 50 % Methanol: soll unter 0.5 % Salz: 0 bis 10 % MONG: bis 3% Roh-Glycerin SCWG Wärme oder Methanol BHKW Elektrische Energie Bild 4-31: Stoffliche und energetische Verwertung von Rohglyzerin aus der Biodiesel-Herstellung mittels SCWR 66

69 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA PEM-Membrandegradation Haupthindernisse eines Markteintritts der PEM-Brennstoffzellentechnologie sind die zu hohen Produktionskosten der Stacks und vor allem die bisher noch unzureichenden Standzeiten der Brennstoffzellen, die insbesondere auf Degradationsprozesse in den Zellen zurückzuführen sind. Diese Prozesse betreffen das Kernstück der Brennstoffzelle, die Membran-Elektroden- Einheit (MEA). Die mit zunehmender Betriebsdauer abnehmende Leistung der Zellen lässt sich auf Veränderungen von zwei Komponenten der MEA zurückführen: Der Katalysator, der im Laufe des Betriebs seine katalytischen Eigenschaften z. B. aufgrund von Vergiftung durch in die Zellen eingebrachte Katalysatorgifte einbüßt, und die Membran, die sich im Laufe des Betriebs durch chemischphysikalische Prozesse langsam zersetzt. Hier besteht erheblicher F&E-Bedarf, um die zu Grunde liegenden Degradationsprozesse zu verstehen und bessere PEM-Membranen mit einer höheren chemisch-physikalischen Stabilität entwickeln zu können. Ein neuartiger Degradationstest, der eine schnellere Beurteilung dieses Abbauprozesses erlaubt, ist ein erster Schritt in diese Richtung. Dafür sollen die Abbauprodukte im Produktwasser der Brennstoffzelle frühzeitig mit einer ultra-spurenanalytik festgestellt werden. Besonders wichtig ist die Zuordnung der gefundenen Produkte zu physikalischchemischen Vorgängen in der Brennstoffzelle, zur Belastungssituation und zur Temperatur und Feuchte, um daraus Rückschlüsse für eine gezielte Membranverbesserung abzuleiten. Das Vorhaben wird in Zusammenarbeit mit dem ICVT (Institut für Chemische Verfahrenstechnik) an der Universität Stuttgart bearbeitet. Dort erfolgt die Entwicklung neuer Membranen. Im IUTA erfolgt die Bearbeitung bereichsübergreifend zusammen mit dem Bereich Umwelthygiene und Analysentechnik, wo die Entwicklung der Ultraspurenanalytik vorangetrieben wird, während im Bereich Energieversorgung und Wasserstofftechnologie ein Teststand zum Betrieb von Brennstoffzellen aufgebaut und mit dem das Produktwasser der Brennstoffzellen auskondensiert wird, um es hinsichtlich Membrandegradationsbestandteilen zu analysieren. Innerhalb des Berichtszeitraums wurden große Fortschritte bei der Entwicklung der Analysenmethode mittels LC-MS/MS erzielt. Darüber hinaus wurde eine Methode erarbeitet, die es ermöglicht, ausgewählte Modellabbauprodukte selektiv und mit einer ausreichenden Trenneffizienz zu analysieren. Dies betrifft sowohl polare als auch weniger polare Substanzen. Zur Untersuchung der chemischen Stabilität der PEM und deren Monomeren werden neben den Versuchen unter realen Bedingungen in der Brennstoffzelle auch so genannte Fenton-Tests durchgeführt. In diesem Labor-Test wird der chemische Degradationsprozess durch Radikale simuliert. Die Charakterisierung der Abbauprodukte erfolgt mittels Massenspektrometrie in einer linearen Ionenfalle sowie ergänzender NMR- und IR-Analysen. Darauf aufbauend wird zur Quantifizierung der beim Degradationsprozess entstehenden Einzelverbindungen eine LC-MS/MS-Multimethode entwickelt, um später den aktuellen Zustand der Brennstoffzelle anhand einer einfachen und schnellen Produktwasseranalyse beurteilen zu können. Neben den Arbeiten im analytischen Bereich wurde der Brennstoffzellen-Teststand zum benutzergesteuerten Betrieb mit gleichzeitiger Kondensation des aus der Brennstoffzelle ausgetragenen Wassers in Betrieb genommen (siehe Bild 4-32). 67

70 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Bild 4-32: Brennstoffzellen-Teststand mit elektronischer Last (oben), einer Brennstoffzelle (Mitte) und den Befeuchtern (große Gefäße, unten) sowie den Kondensationsfallen mit Auffangflaschen (unten) Erste, weiterentwickelte Membranen zum Einbau in die Brennstoffzelle wurden am ICVT fertig gestellt. Ihre Eigenschaften werden Anfang 2008 im Teststand untersucht. Das Projekt Membranentwicklung für PEM- Brennstoffzellen mithilfe eines neuartigen, beschleunigten Degradationstests auf Basis einer Brennstoffzellen-Produktwasser-Analytik wurde aus Haushaltsmitteln des BMWi über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) unter dem Förderkennzeichen gefördert. Betreuende Mitgliedsvereinigung der AiF war der Verein zur Förderung der Energie- und Umwelttechnik e. V. (VEU). Dr. rer. nat. Stefan Peil +49 (0)

71 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Nano-Energie- & Nanopartikelsynthese Einrichtung eines neuen Geschäftsbereiches Hochspezifische Nanopartikelsynthese Das seit Jahren in Forschung und Industrie bestehende Interesse an der Synthese und Charakterisierung von Nanopartikeln erfährt derzeit einen sprunghaften Anstieg. Bei einem hohen Prozentsatz großtechnisch gefertigter Produkte sind solche Partikel bereits Bestandteil des Herstellungsprozesses. Da Nanopartikel in ihren mechanischen, optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften oft bedeutende Verbesserungen gegenüber grobkörnigeren Teilchen desselben Materials aufweisen, zeichnet sich eine Intensivierung der industriellen Nutzung von Nano- Materialien ab. Dies birgt ein steigendes wirtschaftliches Potenzial für Innovationen im Bereich der Partikel-Technologie. Aus diesem Grund wurde im Oktober 2007 am IUTA e. V. der Arbeitsbereich Nano-Energie & Nanopartikelsynthese eingerichtet. Die neu entstandene Arbeitsgruppe hat in Kooperation mit dem Institut für Verbrennung und Gasdynamik der Universität Duisburg- Essen zunächst mit dem Aufbau verschiedener Anlagen zur hochspezifischen Nanopartikelsynthese begonnen. Geplant die Aufstellung dreier Reaktor-Typen: Heißwandreaktor Plasmareaktor Flammenreaktor Mit diesen Reaktoren können verschiedene Herstellungsverfahren für hochreine Nanopartikel umgesetzt werden, die durch Variation ausgewählter Produktionsparameter Form und Größe der entstehenden Teilchen beeinflussen. Die Reaktoren sind im Technikumsmaßstab dimensioniert, so dass auch eine kontinuierliche Produktion größerer Mengen realisiert werden kann. Die Synthese der Nanopartikel erfolgt in allen drei Reaktoren durch Pyrolyse oder Umsetzung gasförmiger Precursoren zu festen, nanoskaligen Komponenten (schematische Darstellung siehe Bild 4-33). Energie Reaktion Wachstum Koaleszenz Agglomeration Produkt Ausgangsmaterial (Prekursor) Bild 4-33: Schematische Darstellung der Nanopartikelsynthese (aus: elements; degussa ScienceNewsletter; 08; (2004); 12-16) 69

72 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Atmosphärendruck kurze Verweilzeit Unterdruck kurze Verweilzeit Atmosphärendruck lange Verweilzeit Bild 4-34: Variation der Partikelgröße über die Prozessparameter Im Heißwandreaktor wird dazu der gasförmige Precursor in einem Gasstrom durch eine beheizte Zone geführt. Im Plasmareaktor dient das Plasma (Mikrowelle) als Energielieferant zur Initialisierung von Partikelbildung, im Flammenreaktor gilt dies entsprechend für die Flamme. Die neu gebildeten Teilchen wachsen durch weiteres homogenes und heterogenes Partikelwachstum. Je nach Verhältnis von Wachstums- bzw. Neubildungsrate zu Koagulationsrate können dann Agglomerate von kugelförmigen Primärpartikeln entstehen (Bild 4-34). Das so entstandene Gas- Feststoff-Gemisch wird durch Abscheider geführt, die die Partikel vom Gas trennen. Während das Abgas einer Nachverbrennung zugeführt wird, werden die abgeschiedenen Nanopartikel in einem Auffangbehälter gesammelt. Die Charakteristika des so synthetisierten Pulvers haben einen sehr starken Einfluss auf seine Verarbeitbarkeit und auf die Mikrostruktur des Endproduktes. In der Materialwissenschaft ergeben sich bedingt durch die hervorragenden Eigenschaften der Nanopartikel zahlreiche Anwendungen. Beispielsweise gilt die thermische Zersetzung von Silan gemäß der Reaktionsgleichung SiH 4 Si + 2 H 2 als aussichtsreiche Alternative für die Synthese von hochreinem Silizium für die Halbleiterindustrie. Dieses Projekt wurde vom Europäischen Fond für regionale Entwicklung und dem Ministerium für Wirtschaft, Mittelstand und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen unterstützt. Dr. Sophie Marie Schnurre +49 (0) schnurre@iuta.de 70

73 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Temperatur- und Konzentrationsmessungen in wandnahen Grenzschichten vorgemischter Methan/Luft-Flammen Um Transportprozesse sowie reaktive Prozesse (z. B. das Verlöschen von Flammen) in wandnahen Grenzschichten besser verstehen zu können, sind berührungslose Temperaturund Konzentrationsmessungen mit hoher örtlicher Auflösung notwendig. Hier bieten sich insbesondere laser-diagnostische Verfahren an. Für die Untersuchung des Löschverhaltens wandnaher Flammen haben wir die laserinduzierte Fluoreszenz (LIF) für Temperaturmessungen (Aufnahme und Simulation von NO-Spektren [Bessler 2002]) und für den Nachweis von OH-Radikalen, von Formaldehyd (CH 2 O) und von Kohlenmonoxid (CO) eingesetzt. Die Messungen wurden in einer vorgemischten Methan/Luft-Flamme bei Atmosphärendruck durchgeführt. In der Versuchsanordnung tritt die Brenngas/Luftmischung aus einer gelochten Platte aus, so dass sich eine flache Flammenfront ausbildet. Die Flamme wird durch eine senkrecht zur Flammenfront angeordnete gekühlte Wand gestört (Bild 4-35, linkes Teilbild). Für die Anregung der Moleküle wird ein zu einem flachen Lichtband geformter Laserstrahl parallel zur Brennerplatte und senkrecht zur Wand eingekoppelt und die erzeugte Fluoreszenzstrahlung über einen Spiegel und eine Vergrößerungslinse auf eine bildverstärkte CCD- Kamera abgebildet (Bild 4-35, rechtes Teilbild). gestattet die Aufnahme von Wandprofilen bei verschiedenen Höhen. 0.5mm Metal wall Thermo-couple Flat flame Mixture Co-flow (Methane/Air) (Air) Cooling water 40mm Flame holder (brass) Bild 4-35: Realisierung einer wandnahen vorgemischten Methan/Luft-Flamme bei Atmosphärendruck (Teilbild a) und b)) Quartz window z y x mirror Metal wall ( < 1deg.) CCD camera Field of view Flat-burner Laser light sheet LIF image surface Reflection image Bild 4-36: Skizze der Anordnung des Laser-Lichtschnitts und die Detektion der LIF ausgewählter Moleküle in Wandnähe Als Anregungslichtquelle werden abstimmbare UV Laser (frequenzverdoppelter Farbstofflaser, bzw. KrF-Excimerlaser) verwendet, um Laserstrahlen bei 339 nm (CH 2 O), 210 nm (CO), 247 nm (OH) und 226 nm (NO) zu erzeugen. Durch die Vergrößerung wird ein 2 mm breiter Bereich senkrecht zur Wand abgebildet. Eine mechanische Höhenverstellung des Brenners relativ zum raumfesten Lichtband Bild 4-37: Räumliche Verteilung der LIF-Signalintensitäten von OH, CH 2 O und CO. 71

74 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Bild 4-37 zeigt das Ergebnis umfangreicher Messungen der Temperatur- und relativen Konzentrationsverteilungen der betrachteten Moleküle in Wandnähe für eine Stöchiometrie von = 0,9. Für eine zwei-dimensionale Darstellung wurden die Messwerte aus verschiedenen Höhenpositionen (z-achse in Bild 4-36) interpoliert. Die Temperatur der Flammengase ist in einer Falschfarben-Skala dargestellt. Farbige Linien umschließen räumliche Gebiete, innerhalb derer die jeweiligen molekülspezifischen LIF-Signal-intensitäten 25 % ihres Maximalwertes überschreiten werden. Bei der Auswertung der OH-LIF-Signalintensitäten wurde der Einfluss der Temperatur (Boltzmannverteilung im elektronischen Grundzustand vor der Laseranregung) auf die Signalintensität berücksichtigt. Man erkennt, dass die OH-Konzentration in Wandnähe zwar erwartungsgemäss abfällt, aber nicht vollständig (im Rahmen der Messgenauigkeit) verschwindet. Weiterhin erkennt man Gebiete erhöhter CO- und CH 2 O- Konzentrationen in Wandnähe, was auf die verstärkte Flammenlöschung in diesem Bereich hindeutet. Das Erscheinen von CO bei grösseren Höhen jenseits der CH 2 O-Bildung über der Brennerplatte (d. h. längeren Reaktionszeiten) ist aufgrund der möglichen Reaktionswege beim unvollständigen oxidativen Abbau des Brennstoffs Methan in diesem Raumgebiet der Flamme verständlich. Dr. Hartmut Wiggers +49 (0) hartmut.wiggers@uni-due.de Prof. Dr. rer. nat. Christof Schulz +49 (0) schulz@iuta.de 72

75 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Messstelle Leistungsspektrum der Messstelle Das Leistungsspektrum der Messstelle umfasst die Probenahme und chemisch physikalische Untersuchung nach bzw. in Anlehnung an technische Richtlinien, z. B. VDI-Richtlinien, DIN EN-Normen oder BIA-Arbeitsmappen. Nachfolgende Auflistungen stellen ausgewählte Leistungen der Emissions-, Imissions- oder Arbeitsplatzmessung sowie angeschlossener chemisch-physikalischen Analytik dar. Emissions-, Immissions-, Arbeitsplatz- und Innenraumluftmessungen Emissionsmessungen Diskontinuierliche Messverfahren Staub Massenstrom Probenahme mit Filterkopfgerät nach VDI 2066 Blatt 1 bis 7 und DIN EN Fraktionierte Staubmessung Probenahme mit 8-stufigen Kaskadenimpaktor nach VDI 2066 Blatt 5 PM 10, PM 4, PM 2,5 Probenahme mit Johnas Impaktorkopf nach VDI 2066 Blatt 10 Online Partikelgrößenverteilung Partikelanzahlkonzentration Freier Tropfengehalt nach Hochofenwäscheranlagen Schwefelsäureaerosole, Bestimmung des Schwefelsäuretaupunktes Anorganische Komponenten Organische Komponenten: Messung der Partikelgrößenverteilung mittels Streulichtverfahren WELAS/PCS; zur Verdünnung des Abgases bei hoher Partikelanzahlkonzentration kann ein Verdünnnungssystem vorgeschaltet werden Spezialsonde zur zeitgleichen Ermittlung des Tropfengehaltes und der Abgasfeuchte sowie der Abgasgeschwindigkeit im Gichtgas bei Überdruck bis 1,5 bar; isokinetische und isotherme Probenahme, Analytik erfolgt gravimetrisch u. o. eine Chloridbilanz Isokinetische isotherme Probenahme mit einer Spezialsonde, Abscheidung der Schwefelsäureaerosole auf einem zweistufigen Spezialfilter, Ionenchromatographische Endbestimmung Ammoniak (NH 3 ), Bromwasserstoff (HBr), Chlor (Cl 2 ), Chlorcyan (ClCN), Chlorwasserstoff (HCl), Cyanwasserstoff (HCN), Fluorwasserstoff (HF), Schwefeloxide (SO 2 und SO 3 ), Schwefelwasserstoff (H 2 S), Stickstoffoxide (NO und NO 2 ), staubförmige anorganische Stoffe gemäß Punkt der TA Luft 2002: Quecksilber (Separation Hg0 u. Hg 2+ ), Thallium, Blei, Cobalt, Nickel, Selen, Tellur, Antimon, Chrom, leichtlösliche Cyanide, leichtlösliche Fluoride, Kupfer, Mangan, Vanadium, Zinn und ihre Verbindungen, krebserzeugende Stoffe nach der TA Luft 2002: Arsen, Cadmium und ihre Verbindungen, wasserlösliche Cobaltverbindungen, Chrom(VI) Verbindungen, sowie weitere gas- oder staubförmige Metalle: u.a. Aluminium, Magnesium, Molybdän und Zink etc. Aromaten (Benzol, Toloul, Xylole, Ethylbenzol - BTXE) Chlorbenzole und -phenole Dibenzo(p)dioxine und -furane (PCDD/F und PBrDD/F) Formaldehyd (und andere Aldehyde) Spezielle Kohlenwasserstoffe (z. B. Alkohole, Carbonsäuren) Leichtflüchtige Halogenkohlenwasserstoffe (LHKW) Polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAK, PAH) Polycyclische Biphenyle (PCB) Tetrachlorethen etc. 73

76 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche iuta 2007 Kontinuierliche Messverfahren Kohlendioxid (CO 2 ), Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (Gesamt - C), Ozon (O 3, nur Immissionen) Sauerstoff (O 2 ), Schwefeldioxid (SO 2 ) und Stickstoffoxide (NO und NO 2 ) etc. Vorhandene Messtechnik für die o.g. Parameter: 6 kont. Gasanalysatoren der Fa. Hartmann + Braun 6 kont. Gasanalysatoren der Fa. Fisher-Rosemount 5 FID (Bernath Atomic, Fisher- Rosemount) 5 kont. Gasanalysatoren der Fa. TESTO 5 Messgasaufbereitungen (TESTO, Gröger+Obst, M&C) 10 stand-alone Datenlogger und elektronische Linienschreiber mit Visualisierung PC/Laptop Datenerfassungssysteme über NI/LabView Abgasparameter Volumenstrombestimmung nach VDI 2066 Blatt 1, VDI 4200 u. DIN EN Abgasfeuchte (Kondensationsmethode und Adsorption an Kieselgel oder Calciumchlorid, 2-Thermometer-Methode, kapazitive Sensoren) Statischer Druck (Differenzdruckmessgerät) Abgastemperatur (NiCr/Ni - Thermoelement) Abgas / Bodenluft Probenahme organischer Gasinhaltsstoffe zur Konzentrations-bestimmung (Gasmaus/Gassack, alternativ Adsorptionsröhrchen (Aktivkohle, Silikagel etc.) Immissionsmessungen Feinstaub PM x (diskontinuierlich), Optional: Untersuchung auf Staubinhaltsstoffe Vorhandene Messtechnik 3 DERENDA GS050-3D Feinstaub PM x (diskontinuierlich), Optional: Untersuchung auf Staubinhaltsstoffe Referenzverfahren/Probenahme mit Kleinfiltergerät Derenda (LVS) nach DIN EN 12341; Diverse Messköpfe für PM 10, PM 2,5 und PM 1. Die Kleinfiltergeräte sind mit und ohne automatischen Probenwechsler ausgestattet 1 DERENDA LVS 3 1 DERENDA LVS 3.1 Vorhandene Messtechnik 1 DIGITEL DH 80 A 7 DERENDA LVS (mit Filterwechsler) Dazugehörige Filterköpfe für PM 10, PM 2,5 und PM 1 Probenahme mit Digitel (HVS) nach DIN EN 12341, EN und VDI 2463/11; Diverse Messköpfe für PM 10, PM 2,5 und PM 1. Die High Volume Sampler sind mit automatischem Probenwechsler und zum Teil mit Probenkühlern ausgestattet 1 DIGITEL DA 80 HTD 4 DIGITEL DHA 80 Dazugehörige Filterköpfe für PM 10, PM 2,5 und PM 1 Feinstaub PM x (quasi kontinuierlich) Kontinuierliche Bestimmung des Feinstaubes mittels TEOM; Messung von PM 10, PM 2,5 und PM 1. Vorhandene Messtechnik 11 TEOM-Geräte der Fa. Rupprecht&Patashnick Anorganische Gase 1 FDMS TEOM Sharp cut cyclone für PM 2,5 und PM 1 Kontinuierliche Bestimmung der Konzentrationen an Ozon, NO, NO 2, NO x nach DIN EN 14211, VDI 2453/2(NO x ) bzw. DIN EN und ISO (Ozon) Vorhandene Messtechnik 2 NOx-Analysatoren der Fa. MLU 7 NOx-Analysatoren der Fa. ANSYCO 2 O3-Analysatoren der Fa. ANSYCO 4 GPT-Module der Fa. Breitfuß 1 tragbares GPT-Modul der Fa. Breitfuß Anorganische Gase Diskontinuierliche Probenahmen nach VDI 2468/1, 2453/1 und 2453/2 zur Bestimmung von Ozon, NO und NO 2 74

77 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Organische Gase Diskontinuierliche Probenahmen und Anreicherung auf Sorptionsmittel nach DIN EN 12341, DIN EN 14662, VDI 3482 und VDI 2465 zur Bestimmung von BTXE etc. Staubinhaltsstoffe EC/OC, alle relevanten Anionen u. Kationen, Schwermetalle u. orgnanische Verbindungen (siehe Analytik) Meteorologie 1 Wetterstation Campbell Scientific: Windgeschwindigkeit [m/s] Windrichtung [ ] Regen [mm] Luftfeuchte [%rf] Lufttemperatur [ C] Luftdruck [hpa] Sonnenstrahlung nm [kw/m², MJ/m²] 2 Wetterstationen Vaisala WXT510: Windgeschwindigkeit [m/s] Windrichtung [ ] Regen [mm] Luftfeuchte [%rf] Lufttemperatur [ C] Luftdruck [hpa] Für Immissionsmessungen stehen z.zt. 6 klimatisierte Messcontainer in verschiedenen Größen (von ca. 2x1 m bis 5x2,5 m Grundfl.) zur Verfügung, die individuell je nach Messaufgabe ausgestattet werden können. Für kleinere Messkampagnen werden mobile ebenfalls klimatisierte Container bzw. Rollcontainer eingesetzt. Arbeitsplatzmessungen nach TRGS 402 / 403 Gesamtstaub (E-Staub) Feinstaub (A-Staub) Faserförmige Stäube Organische Komponenten Stationäre und personengetragene Probenahmen zur Ermittlung des Gesamtstaubgehaltes in der Luft am Arbeitsplatz Stationäre und personengetragene Probenahmen zur Ermittlung des Feinstaubgehaltes in der Luft am Arbeitsplatz Stationäre Probenahme zur Ermittlung des Gehaltes an faserförmigen Stäuben (anorganische Fasern) Probenahme zur Ermittlung des Gehaltes an organischen Komponenten (PAK s, PCDD/F, PCB, etc.) Angeschlossene Analytik Spezifische Oberfläche Russ/Kohlenstoff Metalle Ionen Organische Komponenten Asbest Korngrößenverteilung Bestimmung der Oberfläche nach BET; Bestimmung der Porenradienverteilung Bestimmung des elementaren (EC), organischen (OC) und gesamten organischen Kohlenstoffes (TOC) mittels IR-Verfahren Bestimmung von Metallen in unterschiedlichen Matrizes mittels AAS bzw. ICP Bestimmung von An- u. Kationen mittels Ionenchromatographie (Cl -, F -, SO 2-3, SO 2-4 etc.) Bestimmung organischer Komponenten (BTXE, Formaldehyd, Kohlenwasserstoffe) mittels GC/FID Asbestuntersuchung mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Röntgenemissionsanalytik (EDX) in Materialproben und Raumluftproben Bestimmung der Korngrößenverteilung mittels Streulichtverfahren (LOT) und REM/EDX Dipl.-Ing. Mathias Beyer +49 (0) beyer@iuta.de 75

78 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche iuta Industrielle Messungen der Druckluftqualität mit dem mobilen IUTA Prüfstand Folgende Bestimmungen können durchgeführt werden: Restöluntersuchungen nach ISO /5: Isokinetische Absaugung über Quarzfaserfilter und Aktivkohle; Analytik mittels GC/FID und FTIR Partikeluntersuchungen nach ISO : Isokinetische Absaugung und Detektion mittels PCS (Partikelgrößenmessbereich 0,2 17 µm ) Drucktaupunktmessungen nach ISO : Bestimmung mittels kapazitivem Sensor (Messbereich bis 80 C Drucktaupunkt) Öldampfuntersuchungen nach ISO 8573/5: Kontinuierliche n-hexan-adsorptionsmessungen; Detektion mittels FID vor und nach Filter Untersuchung der O 2 -, CO 2 -, CO- und NO x -Konzentration nach DIN EN Entspannen der Druckluft und drucklose Messungen mit den entsprechenden Messgeräten, z. B. Fisher Rosemount NGA 2000, AC 30 M von Ansyco Tabelle 1: Qualitätskriterien nach ISO : Klasse Restöl [mg/m³] Drucktaupunkt [ C] Feststoffpartikel [Maximale Partikelanzahl/m³] 0,10 µm 0,10 µm < d 0,5 µm 0,5 < d 1,0 µm 1,0 < d 5,0 µm 1 0,01-70 Nicht spezifiziert ,1-40 Nicht spezifiziert Nicht spezifiziert Nicht spezifiziert Nicht spezifiziert Nicht spezifiziert Nicht spezifiziert 1000 Dipl.-Ing. Mathias Beyer +49 (0) beyer@iuta.de 76

79 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Forschungsanalytik PharmaMonitor Das Institut für Energie- und Umwelttechnik e. V. (IUTA) bietet hierunter Schulungen zur Vermeidung von Kontaminationen und zur Verbesserung des Arbeitsschutzes beim Umgang mit CMR-Stoffen, zur Durchführung effektiver Reinigungsverfahren sowie zum Arzneimittel-Monitoring nach GefStoffV an. Dieses Projekt wurde vom Europäischen Fond für regionale Entwicklung und dem Ministerium für Wirtschaft, Mittelstand und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen unterstützt. Eine Vielzahl von Arzneimitteln zeigt umfangreiche gesundheitsschädigende Nebenwirkungen. Das kennen Patienten schon aus den umfangreichen Warnhinweisen der Beipackzettel. Betroffen sind aber nicht nur Patienten, sondern auch die mit diesen Substanzen umgehenden Beschäftigten (Ärzte, Apotheker, Pflegepersonal). Dies gilt vor allem bei Arzneimitteln wie Zystostatika, Antibiotika, Hormonen und Immunsuppressiva. Obwohl die Sicherheitsrichtlinien insbesondere für den Bereich der CMR- Arzneimittel verschärft wurden, sind in den Krankenhäusern und Arztpraxen immer häufiger Belastungen der Arbeitsumgebung festzustellen. Neben der Prävention durch umfangreiche technische und persönliche Schutzausrüstung und regelmäßige Schulungen des Personals ist auch eine effektive Beseitigung entstandener Kontaminationen von Bedeutung, die nur durch effektive Reinigungsmaßnahmen, vermindert werden können. Dr. rer. nat. Jochen Türk +49 (0) Dipl.-Ing. Sabine Loibingdorfer +49 (0) Die Ergebnisse vielfältiger Forschungsaktivitäten der letzten 10 Jahre sind in das Projekt PharmaMonitor eingeflossen. Hier entstand im Rahmen des Dienstleistungswettbewerbs Ruhrgebiet ein neues Dienstleistungskonzept und angebot. Es umfasst die drei Servicebereiche Analysis, Cleaning & Training. Mit dem Start eines neuen Internetauftrittes ( ist das Projekt allgemein zugänglich. 77

80 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Entsorgungszentrum Qualifizierungs- und Ausbildungsmaßnahmen In Zusammenarbeit mit der Agentur für Arbeit und der Arbeitsgemeinschaft Duisburg führt IUTA seit 1994 Qualifizierungs- und Ausbildungsmaßnahmen (AB) im Bereich der arbeitsintensiven Branchen der Umwelttechnologie durch. Für die AB-Maßnahmen wird insbesondere der gemäß 52 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) und der Entsorgungsfachbetriebsverordnung (EfbV) zertifizierte Entsorgungsfachbetrieb des Instituts genutzt. Bild 4-39: Demontagearbeitsplätze Bild 4-40: Monitordemontage Bild 4-38: Zerlegehalle Bei den im Jahr 2007 durchgeführten Maßnahmen, haben insgesamt 25, u. a. auch körperlich beeinträchtigte, Personen als Recyclinghelfer teilgenommen. Die Beschäftigten wurden im Wesentlichen in der Zerlegung und Fraktionierung von Elektro- und Elektronikschrott und in den dazugehörigen lagerwirtschaftlichen Tätigkeiten ausgebildet und mit den entsprechenden Arbeiten betraut. Den Teilnehmern der Maßnahmen stehen 20 Arbeitsplätze für gewerblich orientierte Elektronikschrottdemontage sowie 20 Arbeitsplätze für die Feinzerlegung von Elektronikschrott mit entsprechenden Arbeitsmaterialien zur Verfügung. Die fachliche Anleitung erfahren die Teilnehmer durch einen Betriebsleiter, der von einem ebenfalls fachkundigen Mitarbeiter unterstützt wird. Die für die Tätigkeit erforderlichen Qualifizierungen werden im Rahmen intensiver Schulungen zu den verschiedenen Tätigkeitsund Themenbereichen erworben. Exkursionen zu regionalen Betrieben der Abfall- und Recyclingbranche runden das Ausbildungsprogramm ab und eröffnen den Teilnehmern Wege und Möglichkeiten, potentielle Arbeitgeber der Region kennen zu lernen. Dipl.-Ing. Jochen Schiemann +49 (0)

81 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Entwicklung einer Demonstrationsanlage zur sicheren, kontinuierlichen Entnahme von Brenngasen aus zu entsorgenden Kühlgeräten Jährlich werden cirka drei Millionen ausgediente Kühl- und Gefriergeräte bundesweit in speziellen Entsorgungsanlagen behandelt. Die Geräte neuester Generation enthalten in den Kältekreisläufen und den Isolationsschäumen anstelle der inerten FCKW brennbare Kohlenwasserstoffe. Diese Baureihen sind erst seit wenigen Jahren auf dem Markt. Deshalb ist das Aufkommen der KW-haltigen Geräte im Entsorgungsstrom noch gering und die Geräte werden noch nicht von jedem Entsorgungs- bzw. Verwertungsbetrieb behandelt. Darüber hinaus existiert dafür auch noch keine geregelte umweltbezogene Vorgehensweise. Aufgrund der Brennbarkeit und Explosivität der KW birgt die Bündelung der Geräte in einem geordneten Entsorgungsweg ein hohes Gefährdungspotential. Das Ausarbeiten der technischen und organisatorischen Lösungen für dieses Entsorgungssegment war Projektziel unserer Entwicklungsarbeiten. Projektpartner bei diesem Vorhaben waren der Kälteanlagenbauer KSR GmbH & Co aus Bochum und die Recool Kühlgeräterecycling GmbH aus Duisburg. Der Untersuchungsrahmen umfasste die Behandlung der Kältegeräte im Rahmen der so genannten Entsorgungsstufe 1, der Absaugung des Kältemittels R 600a aus den Kältekreisläufen und Kompressoren der Altgeräte. Bei der Betrachtung des Inputs einer Recyclinganlage sind unter Anderem die unterschiedlichen Kompressorenbauarten und verwendete Kältemittelmengen ermittelt worden. In diesem Zusammenhang sind auch Merkmale zur zweifelsfreien Identifikation des Kältemittels festgelegt worden. Die R 600a- Gehalte der untersuchten Kältekreisläufe wiesen Werte zwischen 15 g und 80 g auf. Bild 4-41: Kältemittelmenge der untersuchten Kältekreisläufe Tabelle 2: Eigenschaften konventioneller Kältemittel Substanz Kältemittelbezeichnung chem. Formel Siedepunkt [ C] Zündtemperatur [ C] Explosionsgrenzen [Vol%] Einstufung gem. 4a GefStoffV FCKW Trichlorfluormethan R 11 CCl 3 F keine - Dichlordifluormethan R 12 CCl 2 F keine - FKW 1,1,1,2- R 134a CH 2 F-CF keine - Tetrafluorethan KW Ethan R 170 CH 3 CH ,4 14,7 F + Propan R 290 CH 3 CH 2 CH ,7 10,9 F 1-Propen R 1270 CH 3 CH=CH ,0 11,1 F n-butan R 600 CH 3 CH 2 CH 2 CH ,4 9,3 F iso-butan R 600a CH(CH 3 ) ,4 9,3 F + 79

82 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Der explosionsgefährdete Bereich bei Leckagen liegt demzufolge innerhalb eines Radius von mindestens einem Meter. Weiterhin sind potenziell risikoreiche Verhaltensweisen des Entsorgungspersonals im Umgang mit den KW-haltigen Geräten beim Entsorgungsprozess festgestellt und aufgezeigt worden. Aufgrund der langjährigen Routine mit inerten FCKW hat eine Sensibilisierung für den umsichtigen Umgang mit den brennbaren Kältemitteln oftmals noch nicht stattgefunden. Bei den unterschiedlichen Bautypen der eingesetzten Kompressoren gibt es drei mögliche Verbindungen zum Kältekreislauf. Ein Fehler bei der Auswahl des Anschlusses zur Absaugung des Kältemittels muss durch entsprechende Personalschulung zuverlässig verhindert werden. Es wurde festgestellt, dass der markierte SUCTION Anschluss sowie der linksseitige Einzelanschluss immer mit Kompressoröl gefüllt sind. Sie können somit gefahrlos mit der Zange angestochen werden. Auch die Gestaltung der möglichen Absaugzangen ist untersucht und für den Einsatz verbessert worden. Die im Entsorgungsbetrieb ermittelten Daten und gewonnenen Erkenntnisse wurden auf den Bau einer Absauganlage übertragen. Auf den umfassenden Erfahrungen mit der Behandlung von Kühlgeräten und den neuen Fakten der Untersuchung aufbauend wurde ein Prototyp für die Entsorgungsstufe 1 entwickelt und schrittweise angepasst. Dabei wurden unterschiedliche Anlagenkomponenten ausgewählt und getestet. Der Betriebsablauf und die Vorgehensweise beim Prototyp sind im Folgenden dargestellt: Die Kontrollleuchte Unterdruck signalisiert den betriebsbereiten Status der Absauganlage. Das zu entleerende Kühlgerät wird zur Absaugung auf einem Kipptisch so ausgerichtet, dass die tiefste Stelle des Kühlkreislaufes am tiefsten Punkt zu liegen kommt. Dort wird der Kühlkreislauf mit der Zange angestochen. Zur Kontrolle des anstehenden Systemdrucks muss das bis dahin noch geschlossene Handabsperrventil an der Zange geöffnet werden. Wird kein Überdruck in der Leitung gemessen, enthält der Kältekreislauf aufgrund von Beschädigungen kein Gas mehr. Die Entsorgung erfolgt dann manuell. Im Regelfall wird jedoch ein Überdruck angezeigt. Dann öffnen sich die elektrischen Ventile und die Anlage startet den Absaugvorgang. Das Kältemittel-Ölgemisch gelangt zunächst in den Ölabscheider (B1). Die Aufgabe dieses Anlagenteils ist die möglichst vollständige Trennung von Kompressoröl und Kältemittel. Hierzu wird das Gemisch auf 60 C erhitzt, da bei dieser Temperatur das gasförmige Kältemittel nahezu vollständig von der flüssigen Ölphase abgegeben wird. Das Kältemittel gelangt nun gasförmig in die Absaugstation. Dort durchströmt es zunächst einen Filtertrockner (B2) und wird anschließend verflüssigt (W1). In diesem Aggregatzustand wird das Kältemittel nochmals entfeuchtet (B3) und dann in den angeschlossenen Kältemittel-Druckgasbehälter (14) gedrückt. Wird während des Betriebs hinter der Zange wieder der maximale Unterdruck erreicht, ist der Absaugvorgang beendet. An der Zange kann das Handabsperrventil geschlossen und die Zange entfernt werden. Die Kontrollleuchte (4) Unterdruck in der Funktionsanzeige leuchtet auf, und die Anlage ist bereit für die nächste Absaugung. 80

83 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 Bild 4-42: Fließbild der Demonstrationsanlage Bild 4-43: Foto der Demonstrationsanlage Die Demonstrationsanlage wurde zur Überprüfung dem so genannten 100er Test unterworfen, der auch als Überprüfung gemäß TA- Luft für Entsorgungsanlagen gilt. Die Rückgewinnungsquote der Anlage betrug im Rahmen des Projektfeldtests 93 %. Dipl.-Ing. Jochen Schiemann +49 (0)

84 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Zulassung als Prüfstelle für die Kühlgeräteverwertung IUTA engagiert sich seit über 15 Jahren im Bereich der Kühlgeräteverwertung. Diese Aktivitäten führten zur fachlichen Anerkennung als Experten für die Bilanzierung und Bewertung von Anlagen. IUTA ist darüber hinaus als Kompetenzpartner für Technologieberatung und entwicklung anerkannt sowie als Gutachter und Mitglied in zahlreichen Gremien und Fachausschüssen tätig. Die von IUTA 1991 bis 1993 durchgeführten Bilanzierungen von Kühlgeräteverwertungsanlagen waren richtungsweisend für den UBA-Leitfaden und mit ein Anstoß für die Gründung der RAL Gütegemeinschaft. Ebenso sind die entwickelten Analysen- und Nachweistechniken europaweit anerkannt und werden von zahlreichen Kunden eingesetzt. IUTA ist bislang bundesweit die einzige Institution, die die Zulassung als Prüfstelle im Sinne der TA Luft erhalten hat. Die genannten Prüfungen sollen dazu dienen, zukünftig den Qualitätsstand der Entsorgungs- und Verwertungsindustrie sowohl hinsichtlich der installierten Anlagentechnik, als auch einer verantwortungsbewussten Betriebsführung der Entsorger zu sichern. Bild 4-45: Zulassungsbescheid zur Durchführung von Prüfungen im Sinne der TA Luft Ziffer und Bild 4-44: Kühlschrankentsorgung Stufe I Gemeinsam mit dem Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW und den Fachabteilungen der Bezirksregierung NRW wurden Kriterien für die in der TA Luft / vorgeschriebenen Prüfungen entwickelt und Vorgehensweisen, Prüfgeräte und Prüfpersonal festgelegt. Im Jahr 2007 wurden mehrere umfangreiche Überprüfungen gemäß den Anforderungen der TA Luft / , den Kriterien des UBA-Leitfadens oder/und den Anforderungen des Ministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt- und Wasserwirtschaft in Wien durchgeführt. Dipl.-Ing. Jochen Schiemann +49 (0) schiemann@iuta.de 82

85 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA Pilotprojekt Produktionsschule Produktionsschule nennt sich ein Pilotprojekt zur Entwicklung eines modularen Ausbildungsgangs, bei dem in erster Linie Jugendliche ohne abgeschlossene schulische oder berufliche Ausbildung gefördert werden. Im Vordergrund des Projektes stehen die enge Verknüpfung zwischen der Vermittlung von praktischen Fertigkeiten und der berufsnahen Weitergabe von zugehörigem Fachwissen sowie die Förderung der allgemeinen Lernfähigkeit. bis hin zur Durchführung der betriebsbezogenen Anteile. Das Berufskolleg Dinslaken als Kooperationspartner ist für die schulischen Anteile verantwortlich. Gefördert wird das Pilotprojekt von der ARGE Kreis Wesel. Die bei dem Projekt durch die Teilnehmer abzuleistenden Module wurden von IUTA entworfen und anschließend von der niederrheinischen Industrie- und Handelskammer Duisburg Wesel Kleve zertifiziert. Die Module der Produktionsschule I fokussieren die Themenschwerpunkte: Bild 4-46: Demontage diverser Elektrogeräte Demontage von Elektro- und Elektronikgeräten Grundlagen Kunststoffe Grundlagen Metalle. Die Module werden durch begleitenden Unterricht ergänzt, so dass eine einjährige anrechenbare Zeit auf die Ausbildungsberufe: Fachkraft für Kreislauf- und Abfallwirtschaft Fachkraft für Wassertechnik Die Teilnehmer der Produktionsschule erhalten die Möglichkeit, einzelne von der IHK zertifizierte und zugelassene Module einer traditionellen dreijährigen Berufsausbildung zu absolvieren, so dass auch lernschwache oder minder motivierte Jugendliche eine realistische Chance bekommen, eine ihren Fähigkeiten entsprechende Ausbildungsstufe zu erreichen. Das Projekt Produktionsschule I wurde im Schuljahr 2006/07 zum ersten Mal mit 16 Jugendlichen erfolgreich durchgeführt. Auf diesem Erfolg aufbauend wird im Schuljahr 2007/08 das Projekt Produktionsschule II mit 8 Jugendlichen fortgeführt. Zu den Initiatoren des Projektes zählen IUTA und das Berufskolleg Dinslaken. IUTA ist der Träger des Projektes. Die Aufgaben betreffen die administrative Projektkoordination- und leitung sowie die wissenschaftliche Beratung Fachkraft für Abwassertechnik erreicht wird. Darüber hinaus ist es den Jugendlichen möglich einen Hauptschulabschluss nach Klasse 10 zu erreichen. In der Produktionsschule II sind die Module: Abfallverwertung und Abfallbehandlung Datenverarbeitung abfallspezifisch Handhabung von Maschinen und Geräten zur Werkstoffbearbeitung Datenverarbeitung allgemein abzuleisten, die zusammengefasst das zweite Lehrjahr einer Berufsausbildung zur Fachkraft für Abfall- und Recyclingwirtschaft darstellen. Die ersten beiden Module der Produktionsschule II werden im IUTA Zerlegebetrieb durchgeführt. Der Betrieb ist nach 4. BImSchV als Abfallbehandlungsanlage genehmigt und 83

86 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 gemäß Entsorgungsfachbetriebsverordnung auf der Grundlage von 52 KrW-/AbfG zertifiziert. Die Einzigartigkeit und der neue Ansatz des Projektes spiegeln sich vor allem darin wider, dass schon der erfolgreiche Abschluss eines Moduls oder mehrerer Module einen nachvollziehbaren, mit allgemein anerkanntem Qualitätsstandard versehenen Qualifikationsnachweis bildet. Auf diese Weise soll die Akzeptanz der Maßnahmenteilnehmer in wirtschaftlichen Betrieben, der Industrie oder des Handwerks gesteigert werden. Für die Jugendlichen selbst werden die beruflichen Einsatzmöglichkeiten verbessert und Zukunftsperspektiven eröffnet Werkstattjahr IUTA engagiert sich als Bildungsträger im Programm Werkstattjahr NRW. Ziel des Werkstattjahres NRW ist es, Jugendliche bei der beruflichen Orientierung zu unterstützen und ihnen die Möglichkeit zu geben, ihre praktischen Fähigkeiten zu verbessern und den Betriebsalltag zu erproben, um ihnen so den Einstieg in die Berufswelt zu erleichtern. IUTA vermittelt den Jugendlichen erste Kenntnisse und Fähigkeiten des Ausbildungsberufes Fachkraft für Kreislauf- und Recyclingwirtschaft. Die Jugendlichen werden sowohl in den beruflichen Alltag einbezogen als auch gezielt theoretisch und praktisch geschult. Die praktische Tätigkeit erstreckt sich über die fachgerechte Demontage diverser E- lektro(nik)-schrott-altgeräte und die sachgerechte Fraktionierung der anfallenden Wertstoffe bis hin zu erforderlichen logistischen Tätigkeiten. Die theoretische Vertiefung der Thematik erfolgt in zahlreichen speziell für die Jugendlichen aufgearbeiteten Unterrichtseinheiten. Bild 4-47: Elektro(nik)schrott Dipl.-Ing. Jochen Schiemann +49 (0) Bild 4-48: Unterrichtseinheit Kunststoffe Zusätzlich zu den für den Ausbildungsberuf Fachkraft für Kreislauf- und Recyclingwirtschaft vermittelten Lehrinhalten werden die Jugendlichen bei der Suche nach einem geeigneten Ausbildungsplatz unterstützt. Einer- 84

87 4 Arbeitsschwerpunkte und technische Ausstattung der Bereiche IUTA 2007 seits werden zahlreiche Exkursionen zu verschiedenen in der Region ansässigen Industriebetrieben durchgeführt, andererseits wird den Jugendlichen auch Hilfestellung bei der Erstellung ihre Bewerbungsunterlagen angeboten. Das Werkstattjahr NRW wird mit Mitteln des Europäischen Sozialfonds (ESF) und des Landes Nordrhein-Westfalen finanziert. Dipl.-Ing. Jochen Schiemann +49 (0)

88 5 Anhang IUTA Anhang 5.1 Vorträge 2007 Asbach, C. Current activities at IUTA with respect to airborne particles, held at the Finnish Meteorological Institute FMI, Helsinki (FIN), Asbach, C., Fissan, H., Stahlmecke, B., Kuhlbusch, T.A.J. Nanoparticle research at IUTA 32nd Center for Filtration Research Meeting, Minneapolis, MN (USA), Asbach, C., Fissan, H., Wang, J., Pui, D.Y.H. An Approach to Analytically Model Diffusional Nanoparticle Deposition under Low Pressure Conditions Annual AAAR conference, Reno, NV (USA), Asbach, C., Fissan, H., Wang, J., Pui, D.Y.H. Analytical modeling of diffusional nanoparticle deposition under low pressure conditions European Aerosol Conference, Salzburg (ÖS), Asbach, C., Hugo, A., John, A., Quass, U., Lindermann, J., Fissan, H., Kuhlbusch, T. A. J., The Airborne Particles/Air Quality Division at the Institute of Energy and Environmental Technology: Current and recent activities PTL-Seminar, Minneapolis (USA), Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H., Kuhlbusch, T. A. J. Investigation on NSAM preseparator TSI, Minneapolis (USA), Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H., Kuhlbusch, T. A. J. Online measurement of airborne particle surface area Nanodevice-Meeting, Lund (S), Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H., Monz, C., Dahmann, D., Kuhlbusch, T. A. J. Comparison of ultrafine particle surface area measurement with NSAM and SMPS European Aerosol Conference, Salzburg (ÖS), Asbach, C., Kaminski, H., Stahlmecke, B., Fissan, H., Monz, C., Dahmann, D., Mülhopt, S., Paur, H. R., Kiesling, H.J., Herrmann, F., Voetz, M., Kuhlbusch, T. A. J., Intercomparison study of different mobility particles sizers with NaCl, diesel soot, and ambient aerosols European Aerosol Conference, Salzburg (ÖS), Asbach, C., Liu, Y., Fissan, H., Pui, D. Y. H. Capacitive finder sensors for detection of particle contamination Entegris, Chaska, MN (USA) Bathen, D. Industrial adsorption processes, course Adsorptive Processes Technische Universität Eindhoven, Eindhoven (NL), Bathen. D. Technische Grundlagen von Gasadsorptionsverfahren Tagung Adsorptionsverfahren zur Gewinnung von Wasserstoff Haus der Technik, Essen Bittig, M.; Pieper, B. Quecksilber in der Gaswäsche - Auswirkungen eines erweiterten Verständnisses der theoretischen Zusammenhänge auf die betriebliche Praxis Präsentation bei Hitachi Power Europe, Oberhausen, Bittig, M.; Pieper, B. Verfahrensoptionen für die Abscheidung von Quecksilber mittels Gaswäsche VDI-Wissensforum Messung und Minderung von Quecksilber-Emissionen, Düsseldorf,

89 5 Anhang IUTA 2007 Borrego, C., Miranda, A. I., Ferreira, J., Hänninen, O., Kuhlbusch, T. A. J., Winiwarter, W. Modelling exposure to atmospheric particulate matter - an overview European Aerosol Conference, Salzburg (ÖS), Dreier, T.; Jakob, D.; Khartabil, A.; Schulz, C. Chemiluminescence spectra in atmospheric pressure premixed flames with a cooled wall International Workshop Chemiluminescence and Heat Realease, Bielefeld, Erich, E. Dezentrale Vergasung von Biomasse mit dem IUTA-Vergaser Berliner Abfalltage, Berlin, Erich, E. Entstaubung und katalytisches Verfahren zur Geruchsminderung ISH-Messe, Frankfurt, Erich, E. Katalytische Nachverbrennung von Kohlenwasserstoffverbindungen Gewerbeakademie Freiburg, Freiburg Erich, E. Novellierung der 1. BImSchV und Möglichkeiten zur Emissionsminderung bei Kleinfeuerungsanlagen Sitzung der ProcessNet/KRdL/GDCh- Expertengruppe Feinstäube, Dechema e. V., Frankfurt, Erich, E.; Grüning, F. Entstaubung und katalytische Nachverbrennung von Kohlenwasserstoffen im Abgas holzbetriebener Kleinfeuerungsanlagen 6. Stuttgarter Holzfeuerungskolloquium Emissionsarme Biomassefeuerungen, IVD Universität Stuttgart, Stuttgart Fahlenkamp, H.; Erich, E. Tail end-co2-capture as an convincing opportunity for retrofitting behind coal fired power stations, and resultant R&Dobjectives VGB Powertech, Fachausschuss Kraftwerkskonzepte, Hamburg, Finger, H., Stahlmecke, B., Schmidt, F., Haep, St., Bathen, D., Abscheidegradmessung mit Russpartikeln Dieselmotor im Vergleich mit Verbrennungsaerosol, 21. Aerosol- und Technologie-Seminar der Firma PALAS: Prüfung von Filtern und Abscheidern Nach Norm und in der Praxis, Karlsruhe, 2007 Finger, H.; Schmidt, F.; Haep, St.; Hirner, A.V.; Bathen, D. Geruchsminderung von Dieselabgas durch Kfz-Innenraumfilter Kolloquium Filtertechnik, Universität Karlsruhe, Karlsruhe, Finger, H.; Schmidt, F.; Schmidt, K.G.; Bathen, D. Geruchsminderung von Dieselabgas durch Kfz-Innenraumfilter Kolloquium Filtertechnik 2007, Karlsruhe Fissan, H. Nachhaltige Nanotechnologie Akademie der Wissenschaften, Düsseldorf, Fissan, H. Measurement of gasborne agglomerate concentrations VDI-Fachausschusssitzung, Fissan, H. Method for on-line characterization and control of gas borne engineered nanoparticles PARTEC 2007, Nürnberg, Fissan, H. Nano-Welt Chancen und Risiken Heimat- und Verkehrsverein Aldekerk u. Umgebung e. V., Aldekerk, Fissan, H., Asbach, C., Kaminski, H., Kuhlbusch, T.A.J. Measurement of gas borne nanoagglomerate concentrations Tagung GVC FA Partikelmesstechnik, Dresden,

90 5 Anhang IUTA 2007 Fissan, H., Asbach, C., Kaminski, H., Kuhlbusch, T.A.J. Instrumentation for nanoparticle exposure analysis and control at industrial workplaces Euro Nano Forum, Düsseldorf, Fissan, H., Asbach, C., Kaminski, H., Kuhlbusch, T.A.J. Measurement of gas borne total nanoagglomerate concentrations University of Minnesota, Minneapolis (USA), Fissan, H., Asbach, C., Kaminski, H., Kuhlbusch, T.A.J. Workplace exposure to nanoparticles European Environmental Mutagen Society- EEMS-ECETOC, Basel (CH), Fissan, H., Asbach, C., Kaminski, H., Stahlmecke, B., Kuhlbusch, T.A.J. Ultrafine particles exposure control measurement techniques European Aerosol Conference, Salzburg (ÖS), Fissan, H., Asbach, C., Kuhlbusch, T.A.J., On-line lung deposited nanoparticle surface area measurements ISAM International Society for Aerosols in Medicine, Tours (F), Fissan, H., Asbach, C., Stahlmecke, B., Kuhlbusch, T.A.J., Pui, D.Y.H. Accuracy analysis of lung deposited nanoparticle surface area concentration measurement with NSAM 3rd International Symposium on Nanotechnology, Occupational and Environmental Health, Taipei (Taiwan) Fissan, H., Kuhlbusch, T.A.J. Measurement techniques and strategies for the determination of nanoparticles at work places TiO , Ford Lauderdale (USA), Fissan, H., Stahlmecke, B., Asbach, C., Kuhlbusch, T.A.J., Pui, D.Y.H., Shin, W.G., Kim, S.C. Airborne nanoparticles for in-vitro and invivo studies DIN-Workshop, Berlin, Fissan, H., Trampe, A., Neumann, S., Pui, D., Shin, W., Horn, H-G., Singh, M. Rationale and development of a lung deposited nanoparticle surface area monitor for occupational health effect PARTEC 2007, Nürnberg, Giegold, S. Effect of temperature on the selectivity of the separation of selected sulfonamides and trimethoprim on a carbon clad zirconium dioxide column Doktorandenseminar GDCh Fachgruppe Separation Science, Hohenroda, Giegold, S. Einführung und Anwendung der Fast-LC unter Einsatz verschiedener HPLC Systeme und Detektionstechniken Langenauer Wasserforum, Langenau, Giegold, S. High temperature liquid chromatography an emerging technology for environmentally friendly separations InCom/LifeCom, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Giegold, S. Realisation of fast separations and improvement of selectivity by modulation of temperature Wissenschaftliches Kolloquium, Duisburg, Giegold, S. The potential of high temperature high performance liquid chromatography for fast LC applications using MS Leco Praxisworkshop, Möchengladbach, Giegold, S. The use of high temperature liquid chromatography to decrease analysis time for high throughput analysis Doktorandenseminar GDCh Fachgruppe Prozessanalytik, Attendorn, Giegold, S.; Teutenberg, T.; Türk, J. Vergleich von MS/MS und ToF Messungen von Sulfonamiden in Gülle. Welche Ergebnisse sind korrekt? 7. LC/MS-Diskussionstreffen der DGMS, Wuppertal,

91 5 Anhang IUTA 2007 Haep, St.; Erich, E.; Kuhlbusch, T.A.J. Feinstäube - Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen GVC-Fachausschusssitzung Energieverfahrenstechnik, Würzburg, Heinemann, A.; Eickmann, U.; Kiffmeyer, T.; Türk, J.; Stuetzer, H.; Hahn, M.; Hadtstein, C. Wipe sample monitoring of workplace contamination with antineoplastic drugs in pharmacies Risks for health care workers: prevention challenges. Athen (GR), Hitzenberger, R., Tursic, J., Putaud, J.-P., Berner, A., Salonen, R.O., Kreyling, W., Kuhlbusch, T.A.J., Amann, M., Cassee, F., Winiwarter, W. Cross-disciplinary approaches for critical issues in particulate air pollution European Aerosol Conference, Salzburg (ÖS), John, A., Beyer, M., Hugo, A., Jarzyna, D., Lindermann, J., Quass, U., Kuhlbusch, T.A.J. Bestimmung diffuser Emissionen / Emissionsfaktoren, Feinstaubforschung in NRW IUTA, Duisburg, John, A., Quass, U., Kuhlbusch, T.A.J. Diffuse Partikelemissionen: Bestimmung und Beiträge ProcessNet/KRdL/GdCh-Expertengruppe Feinstäube, Frankfurt, John, A., Quass, U., Kuhlbusch, T.A.J. Verursacheranalyse der Feinstaubbelastung Tagung "Luftreinhalte-/Aktionsplanung Maßnahmen gegen Feinstaub und Stickstoffoxide" Augsburg, John, A., Quass, U., Lindermann, J., Beyer, M., Kuhlbusch, T.A.J. Ermittlung des Beitrages von Reifen-, Kupplungs-, Brems- und Fahrbahnabrieb an den PM 10 -Emissionen von Straßen, Sitzung AK Luftverunreinigung an Straßen, Augsburg, John, A.C., Quass, U., Lindermann, J., Beyer, M., Sulkowski, M.&M., Hirner, A.V., Baum, A., Kuhlbusch, T.A.J. Non-exhaust PM emission from highway traffic European Aerosol Conference, Salzburg (ÖS), Krämer, U., Sugiri, D., Ranft, U., Heinrich, J., Wichmann, H., Behrendt, H., Kuhlbusch, T.A.J., Hochadel, M., Bollrath, C., Berg von, A., Berdel, D. Expositionen aus dem Straßenverkehr und Entwicklung von Allergien bei Kindern der GINIplus und LISAplus Geburtskohorten aus dem Raum Wesel Kongress "Medizin und Gesellschaft", Augsburg, Kube, C.; Ulrich, H. Entwicklung eines Analysenverfahrens zur separaten Erfassung mineralölstämmiger und biogener Kohlenwasserstoffe in Böden und zur Abschätzung ihres Wassergefährdungspotenzials 15. Sitzung NA Normenausschuss Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Berlin Kuhlbusch, T.A.J. Fein- und Feinststäube: Physikalischchemische Eigenschaften, Varianz und Exposition 2. Gemeinsamer Deutscher Allergiekongress, Lübeck, Kuhlbusch, T.A.J. Überblick über die Aktivitäten in der EU zu "natürliche Feinstäube" ProcessNet/KRdL/GdCh-Expertengruppe Feinstäube, Frankfurt, Kuhlbusch, T.A.J. Ultrafeine Partikel Partikelgrößenverteilungsmessung in städtischen Gebieten und einer Autobahn in NRW 1. Arbeitsgespräch, Messung von Ultrafeinstaub in der Atmosphäre, Leipzig, Kuhlbusch, T.A.J. Ultrafine particles - formation, transformation and exposure Workshop on Environment & Health: Air Quality Research Needs and Opportunities in the EU Seventh Framework Programme of Research (FP7), Brüssel (B),

92 5 Anhang IUTA 2007 Kuhlbusch, T.A.J. Verfügbare und praktikable Messverfahren für die Praxis (luftgetragene Nanopartikel) VCI-Stakeholder Dialog Nanomaterialien am Arbeitsplatz, Frankfurt, Kuhlbusch, T.A.J., Asbach, C., Fissan, H. Measurement strategy development towards standardized nanoparticle exposure assessments Example TiO 2 -workplace Euro Nano Forum, Düsseldorf, Kuhlbusch, T.A.J., Asbach, C., Fissan, H., Kaminski, H., Arbeitsplatzexposition und Messtechnik NanoCare Stakeholder Treffen, Düsseldorf, Kuhlbusch, T.A.J., John, A.C., Quass, U. Ultrafine particles in NRW case studies in urban background and at an Autobahn UFIPOLNET-Conference, Dresden, Kuhlbusch, T.A.J., John, A.C., Quass, U., Lindermann, J., Beyer, M., Sulkowski, M.+M., Hirner, A., Baum, A., Bestimmung der diffusen Verkehrsemissionen an einer Bundesautobahn (A 61) über ein Jahr Messtechnisches Kolloquium 2007, Langenargen, Bodensee, Kuhlbusch, T.A.J., Kobe, A., EU Air policy Present and future COST Action 633, Lausanne (CH) Kuhlbusch, T.A.J., Quass, U., John, A. Physikalische und chemische Eigenschaften von Feinstäuben GDCh-Wissenschaftsforum, Ulm, Kuhlbusch, T.A.J., Quass, U., John, A. PM source apportionment and health related studies in Germany COST 633 Meeting, Barcelona (ES), Kuhlbusch, T.A.J., Quass, U., John, A.C., Beyer, M. Partikelcharakterisierung, Maßnahmen, Quellenzuordnung, Feinstaubforschung in NRW IUTA, Duisburg, Kuhlbusch, T.A.J., Quass, U., Romazanova, O., Beyer, M. Modellprojekt "dynamische Verkehrssteuerung" in Hagen: Messungen und erste Auswertung Informationsveranstaltung zur Fortschreibung des Luftreinhalteplans der Stadt Hagen, Hagen, Kuhlbusch, T.A.J., Viana, M. Source apportionment for PM, particles and photo-oxidants in Europe Prag (SZ), Mohring, S.; Strzysch, I.; Türk, J.; Becker, B.; Berrettig-Bruns, U.; Hamscher, G. Untersuchungen zum Abbauverhalten ausgewählter Sulfonamide während der Biogasproduktion mittels LC-MS-MS 17. Symposium deutschsprachiger Veterinärpharmakologen und -toxikologen, Berlin, Portner, C.; Plegge, V. Mykotoxine in Innenräumen - Erste Ergebnisse aus Hausstaubuntersuchungen InCom/LifeCom, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf Portner, C.; Plegge, V.; Bathen, D. Mycotoxines in house dust - First results of an epidemic study EU-Workshop Star City, Venice, Venedig (IT), Portner, C.; Plegge, V.; Teutenberg, T.; Türk, J. Schimmelpilze in Innenräumen Erste Ergebnisse für Mykotoxine im Hausstaub 1. Jahrestagung der GHUP und 10. Jahrestagung des Lögd NRW, Bielefeld, Portner, C.; Plegge, V.; Türk, J. Auf dem Weg zu Hintergrundwerten Erste Ergebnisse für Mykotoxine im Hausstaub 29. Mycotoxin Workshop, Fellbach Quass, U., John, A.C., Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H., Kuhlbusch, T.A.J. Partikel-Messtechnik, Feinstaubforschung in NRW IUTA, Duisburg,

93 5 Anhang IUTA 2007 Quass, U., Rating, U., Hugo, A., Kuhlbusch, T.A.J. Gradients of PM 10 mass concentrations analysed for major German conurbation areas European Aerosol Conference, Salzburg (ÖS), Schmidt, K. G.; Kuhlbusch, T. et al. European and German guidelines to reduce emissions of PM 10 and NOx - Situation in Germany and measures PM 10 NOx [ ] PM 10 Workshop, Petersburg Schmidt, K. G. State of the Art of Exhaust Gas Cleaning and PM 10 Reduction in Europe CUMT, China University of Mining and Technology, Xuzhou Jiangsu Province, China and Nanjing Normal University Schmidt, K. G.: Bedeutung der Standardisierungsarbeit der KRdL, 50 Jahre im Dienste der Luftreinhaltung. KRdL-Kolloquium, Bundesministerium für Umwelt Naturschutz und Reaktorsicherheit, Bonn Schmidt, K. G.: Expositionsursachen und Transportphänomene. Fortbildungsveranstaltung Sicherer Umgang mit Zytostatika des IUTA, Duisburg, und Dresden, 14./ Stanley, N., Pui, D.Y.H., Kuehn, T., Asbach, C., Kuhlbusch, T.A.J., Fissan, H. The fate of airborne nanoparticles released from a leak in a manufacturing process into a working environment Annual AAAR conference, Reno (USA), Stanley, N., Qi, C., Kim, S.C., Pui, D.Y.H., Asbach, C. Modelling and experimental studies on nanopartilce fate from an accidental leak in a reactor 32nd Center for Filtration Research Meeting, Minneapolis, MN (USA), Teutenberg, T. Application and potential of hightemperature liquid chromatography - temperature as a universal parameter for improving and optimising efficiency, selectivity and retention Euro analysis XIV Conference, Antwerpen (B), Teutenberg, T. High temperature liquid chromatography - A versatile tool for increasing throughput and enabling special hyphenation techniques 7th Balaton Symposium on High-Performance Separation Methods, Siofok, Hungary, 5-7 September 2007 Teutenberg, T. Potenziale und Anwendung der Hochtemperatur-Flüssigkeitschromatographie InCom/LifeCom, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Teutenberg, T. Potenziale und Anwendung der Hochtemperatur-Flüssigkeitschromatografie Analytisch-chemisches Kolloquium, Essen, ANAKON 2007, Jena, Präsentation bei Dionex Softron GmbH, Germering, Teutenberg, T.; Giegold, S.; Türk, T.; Holzhauser, M.; Wagner, P.; Gmehling, J. Some unusual effects when working at high eluent temperatures in liquid chromatography HPLC Symposium 2007, Gent (B), Teutenberg, T.; Schmidt, T.; Giegold, S.; Irth, H.; Wiese, St.; Roloff, M. Potenziale und Anwendungen der Hochtemperatur-HPLC - Neue innovative Kopplungstechniken Wissenschaftliches Kolloquium, Duisburg, Türk, J. Removal of pharmaceuticals from the water cycle: efficiency, costs and benefits of different concepts and treatment technologies AQUABase Workshop on Mitigation technologies - Eliminating trace organics during water treatment. Aachen,

94 5 Anhang IUTA 2007 Türk, J.; Kiffmeyer; T.; Becker, B.; Kabasci, S.; Kuß, H.-M. Oxidative Behandlung von hoch belasteten Teilströmen aus Krankenhäusern und der pharmazeutischen Industrie zum Abbau von Röntgenkontrastmitteln, Antibiotika und Zytostatika DECHEMA/DWA Industrietage Wassertechnik. Frankfurt am Main, Türk, J.; Strzysch, I.; Becker, B.; Merrettig- Bruns, U.; Kabasci, S.; Mohring, S.; Hamscher, G. Entwicklung eines mikrobiellen Schnelltests zur Identifizierung von Hemmstoffen bei anaeroben Gärprozessen AG UMWELT, Milch Industrie Verband, Aachen, Türk. J. Auftreten und Beseitigung von Zytostatika- Kontaminationen auf Flächen und Textilien IUTA Fortbildungsveranstaltung: Sicherer Umgang mit Zytostatika. Vermeidung und Verminderung möglicher Kontaminationen. Duisburg, , Duisburg, , Dresden, van der Zwaag, T.; Haep, S. Feinstpartikelabscheidung für Hochtemperaturprozesse unter Nutzung aktiver und passiver, thermisch induzierter Potenzialfelder VGB-Arbeitskreis Abgasreinigungstechnik, Oberhausen, Viana, M., Querol, X., Kuhlbusch, T.A.J., Miranda, A., Vallius, M., Kasper-Giebel, A., Szidat, S., Winiwarter, W., Harrison, R.M., Overview on the activities of COST633 Working Group 3: source apportionment methods EU COST Action 633, Oral presentation, Lausanne (CH), Viana, M., Querol, X., Kuhlbusch, T.A.J., Miranda, A., Vallius, M., Kasper-Giebel, A., Szidat, S., Winiwarter, W., Harrison, R.M., Overview of source apportionment methods in selected European COST633 Action member countries European Aerosol Conference, Salzburg (ÖS), Vogt, M. Branchenergiekonzept für die Papierindustrie PTS- Symposium Energiemanagement, München Vogt, M.; Blum, O. Branchenergiekonzept für die Papierindustrie Verband Ostdeutscher Papierfabriken e. V., 29. Sitzung Technischer Ausschuss, Schmalkalden Vogt, M.; Gann, M.; Irle, M. Detection Methods in Practical Application 3rd European COST E31 Conference Management of Recovered Wood, Klagenfurt (ÖS), Gastvorträge bei IUTA Jones, Tim & Kelly Berube Airborne particulate pollution in UK urban air; the importance of technogenic particles School of Earth, Ocean & Planetary Sciences, Cardiff University, IUTA, Duisburg Stanley, Nick Measurements and calculations of particle number size distributions Mechanical Engineering Department, University of Minnesota, IUTA, Duisburg Feinstaubforschung in NRW 26 Kurzvorträge zur aktuellen und zukünftigen Forschung zum Thema Feinstaub in NRW, IUTA, Duisburg

95 5 Anhang IUTA Veröffentlichungen 2007 Asbach, C., Fissan, H., Kim, J.H., Yook, S.-J., Pui, D.Y.H. Simple theoretic approach to estimate the effect of gravity and thermophoresis on the diffusional nanoparticle contamination under low pressure conditions J. Vac. Sci. Technol. B 25(1), P , 2007 Asbach, C., Fissan, H., Wang, J., Pui, D.Y.H. Analytical modelling of diffusional nanoparticle deposition under low pressure conditions Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H., Monz, C., Dahmann, D., Kuhlbusch, T.A.J. Comparison of ultrafine particle surface area measurement with NSAM and SMPS Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H., Monz, C., Dahmann, D., Mülhopt, S., Paur, H.R., Kiesling, H.J., Herrmann, F., Voetz, M., Kuhlbusch, T.A.J. Intercomparability of continuous particle number - based measurement techniques for nanotechnology workplaces Proceedings of the EuroNanoForum 2007, Düsseldorf, June 19-21, 2007 Asbach, C., Kaminski, H., Rating, U., Fissan, H., Kuhlbusch, T.A.J. Modelling of workplace nanoparticle exposure Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Asbach, C., Kaminski, H., Stahlmecke, B., Fissan, H., Monz, C., Dahmann, D., Kuhlbusch, T.A.J. Intercomparison study of different mobility particles sizers with NaCl, diesel soot, and ambient aerosols Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Billenkamp, E.; Straub, J.; Studer, M.; Türk, J. Elimination von Arzneimitteln im Abwasser einer pharmazeutischen Anlage Pharm. Ind. 69: 10 (2007), S , Edition Cantor Verlag Borrego, C., Miranda, A.I., Ferreira, J., Hänninen, O., Kuhlbusch, T.A.J., Winiwarter, W. Modelling exposure to atmospheric particulate matter - an overview Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Eickmann, U.; Türk, J.; Knauff-Eickmann, R.; Kefenbaum, K.; Seitz, M. Desinfektionsmittel im Gesundheitsdienst. Informationen für eine Gefährdungsbeurteilung. Gefahrstoffe Reinh. Luft. 2007, 67(1/2): Engelke, T., van der Zwaag, T., Asbach, C., Fissan, H., Kim, J.H., Yook, S.-J., Pui, D.Y.H. Numerical evaluation of protection schemes for EUVL mask in carrier systems against horizontal aerosol flow Journal of Electrochemical Society, 154 (3), 2007 Epp, B.; Fahlenkamp, H.; Pieper, B.; Stankewitz, C.; Erich, E.; Vogt, M. Tail end-co 2 -capture as convincing opportunity for retrofitting of coal fired power stations and resultant R&D-objectives VGB Powertech, Fachausschuss Kraftwerkskonzepte, Hamburg Erich, E. Dezentrale Vergasung von Biomasse - Verfahrensvarianten zur Erzeugung teerarmer Produktgase aus Biomasse Energie aus Abfall Band 3 (2007), Verlag K. Thomé-Kozmiensky, Finger, H.; Schmidt, F.; Haep, St.; Schmidt, K.G.; Hirner, A.V.; Bathen, D. Geruchsminderung von Dieselabgas - Wirksamkeit von Kfz-Innenraumfiltern VDI-Berichte Nr. 1995, VDI-Verlag, Düsseldorf 2007 Fissan, H., Asbach, C., Kaminski, H., Kuhlbusch, T.A.J. Instrumentation for nanoparticle exposure analysis and control at industrial workplaces Proceedings of the EuroNanoForum 2007, Düsseldorf, June 19-21, 2007 Fissan, H., Asbach, C., Kaminski, H., Kuhlbusch, T.A.J. Workplace exposure to nanoparticles Abstracts of the 37th Annual Meeting, Basel: Lectures and Posters EEMS 2007, S

96 5 Anhang IUTA 2007 Fissan, H., Asbach, C., Kaminski, H., Stahlmecke, B., Kuhlbusch, T.A.J. Ultrafine particles exposure control measurement techniques Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Fissan, H., Asbach, C., Kuhlbusch, T.A.J. On-line lung deposited nanoparticle surface area measurements Abstracts from the International Society for Aerosols in Medicine 16th International Congress, Tours, France, June 16-20, 2007 Fissan, H., Neumann, S., Trampe, A., Pui, D.Y.H., Shin, W.G. Rationale and principle of an instrument measuring lung depoited nanoparticle surface area Journal of Nanoparticle Research 9, P , 2007 Fissan, H., Stahlmecke, B., Asbach, C., Kuhlbusch, T.A.J., Pui, D.Y.H., Shin, W.G., Kim, S.C. Bereitstellung von luftgetragenen Nanopartikeln für in vitro und in vivo Untersuchungen Manuskripte v. DIN Workshop: Nachweis von Nanopartikeln in Zellen und Gewebe, Beuth Verlag, Berlin, ISBN , P , 2007 Fransman, W.; Huizer, D.; Türk, J.; Kromhout, H. Inhalation and dermal exposure to eight antineoplastic drugs in an industrial laundry facility. Int Arch Occup Environ Health. 2007, 80(5): Hitzenberger, R., Tursic, J., Putaud, J.-P., Kuhlbusch, T.A.J. Cross-disciplinary approaches for critical issues in particulate air pollution Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 John, A.C., Hugo, A., Kaminski, H., Brandt, A., Kappert, W., Falkenberg, E., Kuhlbusch, T.A.J. Effectiveness of street cleaning for reducing ambient PM 10 concentrations Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 John, A.C., Quass, U., Lindermann, J., Beyer, M., Sulkowski, M.&M., Hirner, A.V., Baum, A., Kuhlbusch, T.A.J. Non-exhaust PM emission from highway traffic Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Kiffmeyer, T.; Hadtstein, C. Handling of chemotherapeutic drugs in the OR: Hazards and safety considerations. in: Peritoneal Carcinomatosis: A Multidisciplinary Approach, Series: Cancer Treatment and Research, Vol. 134, Ceelen, Wim P. (Ed.) 2007, Approx. 530 p., 107 illus., 57 in colour, Hardcover ISBN: Kraft, U.; Goldschmidt, R.; Freese, D. Eintrag von Kupfer und Zink in die Umwelt Sonderdruck wlb 9 (2007) Kronemayer, H.; Ifeacho, P.; Hecht, C.; Dreier, T.; Wiggers, H.; Schulz. C. Gastemperature imaging in a low-pressure flame reactor for nano-particle synthesis with multi-line NO-LIF thermometry Appl. Phys. B 88 (2007), P Kuhlbusch, T.A.J. Fein- und Feinststäube: physikalischchemische Eigenschaften, Varianz und Exposition Abstractband, 2. Dt. Allergiekongress, , Lübeck, S30-S31, 2007 Kuhlbusch, T.A.J. Source apportionment for PM Proceedings of the AAMG Conference, , Prag, S. 30, 2007 Kuhlbusch, T.A.J. Wetter führt zu hohen Ozon- und Feinstaubwerten Interview in der Osnabrücker Sonntagszeitung, Nr. 29, v , enorm Verlagsgesellschaft mbh, Verleger Norbert Fuchs, S. 7, 2007 Kuhlbusch, T.A.J., Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H. Measurement strategy development towards standardized nanoparticle exposure assessments - Example TiO 2 -Workplaces Proceedings of the EuroNanoForum 2007, Düsseldorf, June 19-21,

97 5 Anhang IUTA 2007 Kuhlbusch, T.A.J., Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H. Strategies for the determination of engineered nanoparticles in workplace environments - Examples from TiO 2 production Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Kuhlbusch, T.A.J., Pöhler, D., Luijkx, I. Non-Mass spectrometry methods for the characterization of airborne particles Autumschool on Measurement Techniques in Atmospheric Chemistry, , Oberwesel Michelsen, H.A.; Liu, F.; Kock, B.F.; Schulz, C. et al. Modeling laser-induced incandescence of soot: a summary and comparison of LII models Appl. Phys. B 87 (2007), P Portner, C.; Plegge, V.; Teutenberg, T.; Türk, J. Schimmelpilze in Innenräumen Erste Ergebnisse für Mykotoxine im Hausstaub Umweltmed Forsch Prax 12 (5) Quass, U., Rating, U., Hugo, A., Kuhlbusch, T.A.J. Gradients of PM 10 mass concentrations analysed for major German conurbation areas Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Quass, U.; Kuhlbusch, T.A.J. et al. German contribution to the EMEP TFMM assessment report on particulate matter EMEP/CCCC-Report 8/2007, P , 2007 Schmid, O., Möller, W., Karg, E., Felten, K., Ferron, G.A., Fissan, H., Hofmann, W., Schulz, H., Kreyling, W.G. Lung deposition of particle aggregates: Theory and experimental data Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Shin, W.G. ; Pui, D.Y.H. ; Fissan, H.; Neumann, S.; Trampe, A. Calibration and numerical simulation of Nanoparticle Surface Area Monitor Journal of Nanoparticle Research 7 (2007), Springer Verlag, P Stahlmecke, B., Dumpich, G. Influence of the electron beam on electro migration measurements within a scanning electron microscope Applied Physics Letters 90, , 2007 Stahlmecke, B., Dumpich, G. Resistance behaviour and morphological changes during electro migration in gold wires Journal of Physics: Condensed Matter, , 2007 Teutenberg, T. Türk, J.; Holzhauser, M.; Giegold, S. Temperature stability of reversed phase and normal phase stationary phases under aqueous conditions J Sep Sci. 2007, 30(8): Türk, J. Entwicklung und Anwendung von LC- MS/MS Multimethoden zur Bestimmung von Antibiotika und Zytostatika bei Arbeitsschutz- und Umweltuntersuchungen. Dissertation, Fachbereich Chemie, Instrumentelle Analytik, Universität Duisburg- Essen, Duisburg. Türk, J.; Kiffmeyer, Th.; Becker, B.; Kabasci, St.; Kuß, H.M. Medikamente in Klinikabwasser Umwelt-Magazin 1/2 (2007), S. 22 ff Viana, M., Querol, X., Kuhlbusch, T.A.J. et al. Overview on the activities of COST633 Working Group 3: source apportionment methods EU Book of Abstracts of the COST Action 633- Conference, , Lausanne, Schweiz, 2007 Viana, M., Querol, X., Kuhlbusch, T.A.J., Miranda, A., Vallius, M., Kasper-Giebel, A., Szidat, S., Winiwarter, W., Harrison, R.M. Overview of source apportionment methods in selected European COST633 Action member countries Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Vogt, M. Branchenenergiekonzept für die Papierindustrie PTS Symposium Energiemanagement PTS- MS 793 (2007) PTS Papiertechnische Akademie 95

98 5 Anhang IUTA 2007 Vogt, M.; Gann, M.; Irle, M. Detection methods in practical application Proceedings of 3rd European COST E31 Conference Management of Recovered Wood (2007) University Studio Press Thessaloniki, ISBN Wie, J.M., Kruis, F.E., Fissan, H. A method for measuring surface area concentration of ultrafine particles Abstracts of the EAC 2007, Salzburg, September 9-14, CD, 2007 Yook, S.-J., Fissan, H., Asbach, C., Kim, J.H., Dutcher, D.D., Yan, P.-Y., Pui, D.Y.H. Experimental investigations on particle contamination of masks without protective pellicles during vibration or shipping of mask carriers IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 20, P , 2007 Yook, S.J., Fissan, H., Asbach, C., Kim, J.H., Dutcher, D.D., Yan, P.Y., Pui, D.Y.H. Experimental investigations on protection schemes for extreme ultraviolet lithography (EUVL) masks in carrier systems against horizontal aerosol flow IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 20, P , 2007 Yook, S.J.; Fissan, H.; Asbach, Ch.; Kim, J.H.; Yan, W.P.; Pui, D.Y.H. Evaluation of protection schemes for extreme ultraviolet lithography (EUVL) masks against top-down aerosol flow Journal of Aerosol Science 38 (2007), P

99 5 Anhang IUTA Poster 2007 Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H., Monz, C., Dahmann, D., Kuhlbusch, T.A.J. Ultrafine particle surface area measurement with NSAM and SMPS AAAR, Reno, Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H., Monz, C., Dahmann, D., Mulhopt, S., Paur, H-R., Kiesling, H.J., Herrmann, F., Voetz, M., Kuhlbusch, T.A.J. Intercomparability of continuous particle number based measurement techniques for nanotechnology workplaces Düsseldorf, EuroNanoForum, Asbach, C., Kaminski, H., Rating, U., Fissan, H., Kuhlbusch, T.A.J. Modelling of workplace nanoparticle exposure Salzburg, EAC 2007, Asbach, C., Kaminski, H., Rating, U., Fissan, H., Kuhlbusch, T.A.J. Modelling of workplace nanoparticle exposure AAAR, Reno, Asbach, C., Kaminski, H., Stahlmecke, B., Fissan, H., Monz, C., Dahmann, D., Mülhopt, S., Paur, H.-R., Kiesling, H.J., Herrmann, F., Voetz, M., Kuhlbusch, T.A.J. Intercomparability study of electrical mobility particle sizers with NaCl and diesel soot AAAR, Reno, Asbach, C., Kaminski, H., Stahlmecke, B., Fissan, H., Monz, C., Dahmann, D., Mülhopt, S., Paur, H.-R., Kiesling, H.J., Herrmann, F., Voetz, M., Kuhlbusch, T.A.J. Intercomparability study of electrical mobility particle sizers with NaCl and Diesel soot Berlin, 4.Konsortialtreffen "Mid-Term-Meeting NanoCare", Ertl, H.; Portner, C.; Plegge, V.; Teutenberg, T.; Türk, J. Quantifizierung von 7 Mykotoxinen in Hausstaub mittels HPLC-MS/MS und MSn-Screening nach Schimmelpilzmarkern sowie weiteren Toxinen ANAKON 2007, Jena, Finger, H.; Schmidt, F.; Haep, St.; Schmidt, K.G.; Hirner, A.V.; Bathen, D. Geruchsminderung von Dieselabgas - Wirksamkeit von Kfz-Innenraumfiltern VDI Tagung, Gerüche in der Umwelt, Bad Kissingen, Fuyuto, T.; Lewerich, B.; Kronemayer, H.; Fujikawa, T.; Akihama, K.; Dreier, T.; Schulz, C. Temperature and species measurement in a quenching boundary layer on a flat flame burner Gordon Research Conference on Laser Diagnostics in Combustion, , Oxford John, A.C., Hugo, A., Kaminski, H., Brandt, A., Kappert, W., Falkenberg, E., Kuhlbusch, T.A.J. Effectiveness of street cleaning for reducing ambient PM 10 concentrations Salzburg, EAC 2007, Kuhlbusch, T.; Quass, U.; Hugo, A.; Beyer, M. Fugitive dust emission calculation based on reverse dispersion modelling by use of measurements and two different dispersion models Dessau, 8th TFMM Meeting, Kuhlbusch, T.; Quass, U.; Hugo, A.; Beyer,M. Fugitive dust emission calculation based on reverse dispersion modelling by use of measurements and two different dispersion models Maastrich, DustConf, Kuhlbusch, T.A.J., Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H. Strategies for the determination of engineered nanoparticles in workplaces in workplace environments - Examples from TiO 2 production Salzburg, EAC 2007, Kuhlbusch, T.A.J., Rating, U., Fissan, H., Asbach, C. Modellierung zur Untersuchung von Ausbreitungsprozessen von Nanopartikeln an Industriearbeitsplätzen Berlin, 4.Konsortialtreffen "Mid-Term-Meeting NanoCare"

100 5 Anhang IUTA 2007 Kuhlbusch, T.A.J., Stahlmecke, B., Asbach, C., Kaminski, H., Fissan, H., Monz, C., Dahmann, D., Wiemann, M., Bruch, J. Untersuchung von Agglomeratstabilitäten von Produktnanopartikeln Berlin, 4. Konsortialtreffen "Mid-Term-Meeting NanoCare", Miranda, A.I., Ferreira, J., Borrego, C., Kuhlbusch, T.A.J., Viana, M., Winiwarter, W., Ketzel, M. Modelling particulate matter in European COST633 action member states Lausanne, Schweiz, COST633 Action, Schmid, O., Möller, W., Karg, E., Felten, K., Ferron, G.A., Fissan, H., Hofmann, W., Schulz, H., Kreyling, W.G. Lung deposition of particle aggregates: Theory and experimental data Salzburg, EAC 2007, Stanley, N.J. ; Pui, D.Y.H.; Kuehn, T.H.; Asbach, C.; Kuhlbusch, T.A.J.; Fissan, H. The fate of airborne nanoparticles from a leak in a manufacturing process into a working environment BASF Summer School, Ludwigshafen, Teutenberg, T.; Ploeger, J.; Türk, J.; Kiffmeyer, Th.; Weber, H. Dependence of theoretical plate number on temperature and mobile phase flow rate on a polybutadiene coated zirconium dioxide stationary phase HPLC-Symposium , Gent Teutenberg, T.; Wiese, S.; Giegold, S.; Türk, J.; Hollebekkers, K.; Weber, H. Stability of various reversed-phase stationary phases in highly aqueous eluents and at high eluent temperatures HPLC-Symposium , Gent Teutenberg, T.; Wiese, S.; Wagner, P.; Gmehling, J.; Weber, H. Is liquid chromatographic retention reproducibility guaranteed when a binary eluent mixture of water and tetrahydrofuran is used at elevated temperatures? HPLC-Symposium , Gent Türk, J.; Boergers, A.; Kiffmeyer, T.; Schmidt, K.G.; Becker, B.; Kabasci, S.; Hadtstein, C.; Kuss, H.-M. Development of an AOP pilot plant for the degradation of pharmazeuticals in hospital waste waters 5. IWA Specialised Conference on Assessment and Control pf Micropollutants/Hazardous Substances in Water , Frankfurt/Main Türk, J.; Kiffmeyer, T.; Becker, B.; Kabasci, S.; Kuss, H.-M. Are there alternatives to end-off-pipetechnologies for the elimination of micro pollutants in terms of efficiency and costs? 5. IWA Specialised Conference on Assessment and Control pf Micro pollutants/hazardous Substances in Water , Frankfurt/Main Türk, J.; Kiffmeyer, T.; Becker, B.; Kabasci, S.; Kuss, H.-M. Development and application of advanced oxidation processes (AOP) for the degradation of pharmaceuticals SETAC Europe 17. Annual Meeting, , Porto/Portugal Wei, J.M., Kruis, F.E., Fissan, H. A method for measuring surface area concentration of ultrafine particles Salzburg, EAC 2007,

101 5 Anhang IUTA Forschungspartner und Auftraggeber Das Institut ist bundesweit tätig. Der Fokus der Aktivitäten liegt in Nordrhein-Westfalen. Die Anzahl der aktiven Industriekooperationen liegt bei rd Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG), Frankfurt am Main,

102 5 Anhang IUTA Mitarbeit in Ausschüssen und Arbeitskreisen Prof. Dr.-Ing. K. G. Schmidt Vorsitzender des Vorstandes der Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) im VDI und DIN Mitglied im Richtlinien- Verabschiedungsausschuss des VDI (RVA) Mitglied des Wissenschaftlichen Beirates und der Vorstandsversammlung des VDI Mitglied der KRdL-Arbeitsgruppe Abscheidung von SOx, NOx, HCl und HF aus Rauchgasen, und Abscheidung von anderen Komponenten Mitglied des GC/ DECHEMA-Fachausschusses "Wasser-/ Abwassertechnik" Ass. Mitglied des Expertenkreises SuPER, Sustainable Production, Energy and Resources des Steering Committee of VDI / GVC and DECHEMA Mitglied des Wissenschaftlichen Rates bei der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungs-vereinigungen (AiF), Köln Mitglied im Fachtechnischen Arbeitskreis "Feinstaubemissionen aus Anlagen" des MUNLV NRW Mitglied im Arbeitskreis Herausforderung durch Aerosole der DECHEMA, Frankfurt Mitglied des Zentrums für mikroskalige Umweltsysteme, ZMU, Essen Mitglied des Beirats der Zeitschrift Umwelt- Magazin, Springer-VDI-Verlag GmbH & Co. KG Gutachter der AiF, Köln Gutachter Innowatt, Berlin Member of the IUAPPA board, International Union of Air Pollution Prevention and Environmental Protection Associations Stellv. Vorsitzeder des Expertenkreises Feinstaub, einer Gemeinschaftsinitiative von DECHEMA, GdCh, GVC und KRdL Dipl.-Volksw. G. Schöppe Gutachter bei der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e. V. (AiF) Prof. Dr. rer. nat. J.-D. Herbell Mitglied des Fachausschusses Abfallbehandlung in der GVC/DECHEMA Mitglied der ATV-DVWK; AK-4 Produktionsspezifische Industrieabfälle Mitglied im Beirat der GOES -Gesellschaft für die Organisation der Entsorgung von Sonderabfällen in Schleswig-Holstein DGfH AA-14 Ökologische Bilanzierung DGfH UA-9.3 Entsorgung Prof. Dr.-Ing. H. Fissan Beiratsmitglied VDI-GVC-Kompetenzfeld Nanotechnik Member of GVC-WG Particle Measurement Technology KRdL im VDI/DIN: Mitglied des Richtlinienverabschiedungsausschusses (RVA) Mitglied im Arbeitskreis Feinstaub des Landes Nordrhein-Westfalen Mitglied des Sonderforschungsbereiches 445 Nanopartikel in der Gasphase Deutscher Repräsentant für COST Aktion 633 Particulate Matter: Properties related to health effects Mitglied im DECHEMA Arbeitskreis Responsible production and use of nanoparticle Internationaler Berater im IGERT University of Minnesota Mitglied beim Zentrum für mikroskalige Umweltsysteme (ZMU) der Universität Duisburg- Essen 100

103 5 Anhang IUTA 2007 Dr.-Ing. St. Haep Gutachter im 6. Rahmenprogramm der Europäischen Gemeinschaft Gutachter bei der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e. V. (AiF) Dipl.-Ing. A. Hugo VDI/DIN: WG "Depositionsmessung" (VDI 4320 Bl. 1) VDI/DIN: WG "Emissionsbestimmung bei diffusen Quellen" Dr. rer. nat. A. John VDI/DIN: WG PM 10 and PM 2.5 in strömenden Gasen VDI/DIN: WG "Emissionsarme Kehrmaschinen" Dr. T. A. J. Kuhlbusch KRdL im VDI/DIN: Mitglied im Fachbeirat Umweltmesstechnik Arbeitskreise im VDI/DIN: - AG Feinstaubmessungen PM Emissionsbestimmung bei diffusen Quellen DIN Normenausschuss Sicherheitstechnische Grundsätze (NASG): NA AK Arbeitskreis Staub European Committee for Standardization (CEN), CEN/TC 264/ WG 15 on PM 2.5 sampling methods EAA (European Aerosol Assembly), Speaker of Working Group Chairs WG Aerosol Chemistry of the European Aerosol Society, Chairman WG PM 10 /PM 2.5 measurements of the European Aerosol Society, Co-chairman Mitglied im Processnet-DECHEMA Arbeitskreis Aerosole Arbeitskreis Feinstaub des Landes NRW Mitglied beim Zentrum für mikroskalige Umweltsysteme (ZMU) International beratendes Mitglied für das Wissenschaftliche Programm der EAC 2007, Salzburg, Austria, Sept Beratendes Mitglied für das Wissenschaftliche Programm des UMTK, Neue Entwicklung bei der Messung und Beurteilung der Luftqualität, KRdL-VDI, Nürnberg, Germany, Juni 2008 International beratendes Mitglied für das Wissenschaftliche Programm der EAC 2008, Thessaloniki, Greece, Aug Deutscher Repräsentant im COST 633 Particulate matter: Properties Related to Health Effects, Chairman: Source apportionment and Modelling Mitglied Nanodialog AG II des BMU/BMBF Wissenschaftlicher Ausschuss (Scientific Comittee) COST 633 Workshop März 2008 Dipl.-Ing. J. Schiemann Mitglied im Arbeitskreis Kreislaufwirtschaft Vorsitzender des Prüfungsausschusses Recyclingfachkraft der IHK, Duisburg Dipl.-Ing. M. Vogt Mitglied im Umweltgesprächskreis für den Duisburger Westen Dt. Deleg. der COST Action E 31 "Management of Recovered Wood" Gutachterin im 6. Rahmenprogramm der EU Dr. rer. nat. T. Kiffmeyer Mitglied im Arbeitskreis Zytostatika- Werkbänke, DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Normenausschuss Laborgeräte und Laboreinrichtungen Mitglied in der DWA-Arbeitsgruppe 2.14 Krankenhausabwasser 101

104 5 Anhang IUTA 2007 Gutachterin im 6. Rahmenprogramm der Europäischen Gemeinschaft Dipl.-Chem. J. Türk Mitglied im DIN AK 14 (NAW I,3 / UA 2) Acrylamid Deutsches Institut für Normung e. V. Normenausschuss Wasserwesen (NAW) Mitglied im Arbeitskreis LC-MS in der Umweltforschung Dr.-Ing. E. Erich Gutachter bei der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e. V. (AiF) Mitglied Fachgruppe "Katalyse" der DECHEMA Dr.-Ing. S. Opiolka Mitglied der Arbeitsgruppe zur Erstellung der VDI 2083, Bl

105 5 Anhang IUTA Mitglieder des Verwaltungsrats des Instituts für Energie- und Umwelttechnik e. V. Vorsitzender Professor Dr.-Ing. Dieter Schramm, Universität Duisburg-Essen Stellvertreter Ministerialrat a. D. Holger Ellerbrock, FDP Landtagsfraktion NRW Prof. Dr.- Ing. Bernd Neukirchen, Essen Berufene Mitglieder Stadt Duisburg Universität Duisburg-Essen Institut für Energie- und Umwelttechnik e. V. (IUTA), Duisburg Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie NRW, Düsseldorf Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz NRW, Düsseldorf MR a. D. Holger Ellerbrock, FDP Landtagsfraktion Düsseldorf Dr. rer. nat. Günther Holtmeyer, Oberhausen Dr. Carsten Hillmann, DK Recycling und Roheisen GmbH, Duisburg Prof. Dr.-Ing. Andrés Kecskeméthy, Universität Duisburg-Essen Dipl.-Ing. Leander Mölter, PALAS GmbH, Karlsruhe Dr. Gerd Mützenich, EGK Entsorgungsgesellschaft Krefeld Prof. Dr.-Ing. Bernd Neukirchen, Essen Johannes Pflug MdB, Deutscher Bundestag, Berlin Dr. Susanne Raedeker, AGR Deponienachsorge GmbH, Herten Dr. Walter Steudle, Zander Aufbereitungstechnik, Essen Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.Ing. Dirk Sievert, EGK Entsorgungsgesellschaft Krefeld Dr.-Ing. Ragnar Warnecke, Gemeinschaftskraftwerke Schweinfurt Niederrheinische Industrie- und Handelskammer Duisburg-Wesel-Kleve, Duisburg Gewählte Mitglieder Dr. Bertram Boehringer, Blücher GmbH Erkrath Rainer Bischoff, MdL, Deutscher Gewerkschaftsbund, Duisburg Dipl.-Ing. P. Bollig, Kreis Weseler Abfallgesellschaft GmbH (KWA) Kamp-Lintfort Dr. Rüdiger Deike, Grefrath 103

106 5 Anhang IUTA Mitglieder des Fördervereins des Instituts für Energie- und Umwelttechnik e. V. Stadtwerke Duisburg AG, Duisburg Stadt Duisburg Universität Duisburg-Essen Zander Aufbereitungstechnik GmbH, Essen Vorsitzender Dr. Walter Steudle; Zander Aufbereitungstechnik, Essen Stellvertreter Dipl.-Ing. L. Mölter PALAS GmbH, Karlsruhe Geschäftsführer Dr.-Ing. St. Haep IUTA e. V., Duisburg Mitglieder Dr. Rüdiger Deike, Grefrath Dr. Günther Holtmeyer, Oberhausen Dr. Thomas Leclaire, Gilching Priv. Doz. Dr. Frank Schmidt, Duisburg Dipl.-Volksw. Günter Schöppe, Meerbusch Dipl.-Ing. Jochen Schiemann, Duisburg Dr.-Ing. Ragnar Warnecke, Schweinfurt AGR Abfallentsorgungsgesellschaft Ruhrgebiet mbh, Essen BEFESA Zinc Duisburg GmbH, Duisburg Berner International GmbH, Elmshorn Blücher GmbH, Erkrath DK Recycling und Roheisen GmbH, Duisburg EGK Entsorgungsgesellschaft, Krefeld Kreis Weseler Abfallgesellschaft GmbH & Co. KG, Kamp-Lintfort PALAS GmbH, Partikel- und Lasermesstechnik, Karlsruhe 104

107 5 Anhang IUTA Wegbeschreibung zum IUTA Institut für Energie- und Umwelttechnik e. V. (IUTA e. V.) Bliersheimer Str. 60 D Duisburg Telefon +49 (0) Anfahrt mit dem PKW: Von Essen, Oberhausen, Köln über die A40 Richtung Venlo, bei der Anschlussstelle DU-Homberg abfahren in Richtung Rheinhausen. Von den Flughäfen Düsseldorf oder Köln über die A57 bis zur Anschlussstelle Krefeld-Gartenstadt, abfahren in Richtung Krefeld-Uerdingen, B509, dann die B57 in Richtung Moers bis Duisburg- Rumeln fahren, dann weiter bis Rheinhausen Mitte. In Rheinhausen der Friedrich-Ebert-Straße folgen, über die Bahnbrücke bis zur nächsten Ampelkreuzung (Bismarckstraße/Gaterweg) und weiter geradeaus in den Gaterweg und damit in das Logport-Gelände hineinfahren (unter einer Brücke hindurch). Am ersten Kreisverkehr geradeaus, am zweiten Kreisverkehr rechts fahren (Bliersheimer Str.). IUTA finden sie nach 200 m auf der linken Seite. Von den Autobahnen bis zum IUTA sind es ca km für die ca. 10 Minuten benötigt werden Anfahrt mit öffentlichen Verkehrsmitteln: Die Bushaltestelle Duisburg Logport Center befindet sich direkt gegenüber von IUTA. Die Buslinie 914 verkehrt vom Bahnhof Rheinhausen mehrmals täglich an Werktagen, Richtung: Logport Center, aussteigen an Haltestelle Logport Center, weitere Infos auch unter Taxi vom Duisburger Hauptbahnhof zu IUTA (Preis ca. 13 ) Taxi vom Bahnhof Rheinhausen zu IUTA (Preis ca. 6 ) Fußweg: Vom Bahnhof-Rheinhausen: Bahnhofvorplatz überqueren, in die Walther-Rathenau-Straße bis zum Walther-Rathenau-Platz gehen, weiter bis zur Bismarckstraße. Dort links abbiegen bis zur Ecke Friedrich-Ebert-Straße / Gaterweg. Dem Gaterweg in das Logport-Gelände hinein folgen. Am ersten Kreisverkehr weiter geradeaus, am zweiten Kreisverkehr rechts zu IUTA. Man muss mit etwa einer halben Stunde Fußweg rechnen. 105

108 5 Anhang IUTA 2007 Abbildung 5.1: Skizze IUTA und Umgebung 106