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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-07-01 - 2021-10-31

Antragsförderung zu folgendem Abstract Ziel des Projekts ist die Entwicklung neuer biobasierter Komponenten für Batteriegehäuse. Durch eine neue Produktionstechnologie von Batteriezellen soll die Speicherdichte um mindestens 10 % verbessert werden. Weitere Verbesserungen werden durch ein Leichtbaukonzept von Zellen, Modulen und Gehäusen sowie durch den Einsatz von Holzhybridkomponenten für die gesamte Batterie erreicht. Insgesamt soll durch den Einsatz von biobasierten Materialien eine Gewichtsreduktion von ca. 30% erreicht werden. Der CO2-Fußabdruck kann so um mindestens 20% verbessert werden. Ein positiver Nebeneffekt der Gewichtsreduzierung ist, dass dadurch die Reichweite von E-Fahrzeugen erhöht werden kann. Holz hat zahlreiche Stärken, die beim Einsatz als Konstruktionsmaterial in einer Batterie genutzt werden können: gut kalkulierbarer Abbrand, vergleichsweise geringe Rauchentwicklung und Emission toxischer Gase, geringe Wärmeleitfähigkeit, sehr gute Schwingungsdämpfung, sehr hohe spezifische Steifigkeit und Festigkeit, hohe Ergieabsorption, hervorragende Rohstoffverfügbarkeit, geringe Materialkosten, einfache und kostengünstige Bearbeitbarkeit und ein geringer ökologischer Fußabdruck. Durch die Kombination von Holz und anderen biobasierten Werkstoffen mit konventionellen Bauteilen in einer Batterie können die günstigen strukturmechanischen und thermischen Eigenschaften beider Materialien ergänzt und damit genutzt werden. Neben Ökodesign und Leichtbau ist Recycling und 2nd-Life-Use der dritte große Beitrag zu ökologisch verbesserten Produkten und Komponenten in der E-Mobilität. Die Batterien bzw. Module sollen daher so gestaltet werden, dass sie nach dem Gebrauch leicht entnommen und für einen zweiten Lebenszyklus in stationären Energiespeichern verwendet werden können. Ziel des Projektes ist es, die Ergebnisse sehr nah an die industrielle Umsetzung heranzuführen. Damit wird auch das technische, ökologische und ökonomische Potenzial von Energiespeichern messbar gemacht. Darüber hinaus sollen Schulungen und Empfehlungen für die Industrie helfen, das Wissen schnell und effizient in die Wirtschaft zu transferieren.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-06-04 - 2022-03-03

Der Klimawandel mit einer bereits deutlichen Zunahme von Ausfällen auf Fichtenstandorten Fichte stellt die Forst-Holz-Kette, aber auch die Gesellschaft vor große Herausforderungen. Aufgrund der Klimaproblematik ist in Österreich bereits ein deutlicher Trend zur verstärkten Nutzung von Laubholz zu beobachten. Ausgehend von der aktuellen Rohstoffversorgung in Österreich und Mitteleuropa haben sich die entsprechenden industriellen Verarbeitungsketten und Produktkategorien entwickelt. Eine grundlegende und signifikante Veränderung der Baumarten, insbesondere eine deutliche Verschiebung des Angebotsspektrums vom fichtendominierten Nadelholz zum Laubholz, stellt die derzeit sehr erfolgreich agierende Holzindustrie vor große Herausforderungen. Insbesondere der derzeit stark wachsende Markt des Holzbaus, der hauptsächlich auf Fichtenholz basiert, wird dadurch unter Druck geraten. Die Wettbewerbsfähigkeit der Holzbauindustrie, die in starker Konkurrenz zu anderen Baustoffen steht, wird durch eine mangelnde Rohstoffversorgung bedroht. Alternative Nadelholzarten neben der Fichte, wie Douglasie und Küstentanne und andere potenziell nutzbare Nadelholzarten, werden daher an Bedeutung gewinnen. Der vorliegende Projektvorschlag konzentriert sich auf die Küstentanne (Abies grandis) als mögliche Alternative bzw. Ergänzung des sich verändernden Baumartenspektrums. Basierend auf einer fundierten Literaturrecherche im internationalen und nationalen Kontext, ergänzt durch internationale Praxiserfahrungen (vor allem von Seiten der Holzindustrie), die für die Küstentanne (auch im Vergleich zu anderen Nadelholzarten) vorliegen, soll diese Literaturrecherche durch qualitative Experteninterviews ergänzt werden. Ziel ist es, über die Veröffentlichungen hinausgehende forstwirtschaftliche Potenziale anhand von internationalen Fallstudien zu identifizieren und zu bewerten.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-04-01 - 2024-03-31

Um die Reichweite und Energieeffizienz von Elektrofahrzeugen erhöhen zu können, muss das Gewicht von Batterien reduziert und der zur Verfügung stehende Raum im Unterboden zwischen Fahrschemel und Hinterachse bestmöglich genutzt werden. Aluminium als Werkstoff für Batteriegehäuse weist ein hohes Leichtbaupotential auf, ist aber hinsichtlich Brandschutz, Kosten und ökologischem Fußabdruck bei der Herstellung nachteilig. Das gilt auch für faserverstärkte Kunststoffe. Mit Elektromobilität gewinnt der ökologische Fußabdruck in der Herstellung und End-of-Life Phase gegenüber der Nutzungsphase an Bedeutung: Nur unter günstigsten Bedingungen amortisiert sich der erhöhte fertigungsbedingte CO2-Ausstoß durch Aluminium und CFK Leichtbau in der Nutzungsphase. Ein Ansatz zur Reduktion des Gewichts und des Fußabdrucks in der Nutzungsphase als auch des Bauraums und der Kosten von Batterien ist die Funktionsintegration, also, dass Bauteile mehrere multiphysikalische Funktionen übernehmen: Thermoregulierung, Vibrations-Dämpfung, Impakt-Energie-Dissipation, Brandschutz, elektromagnetische Schirmung, … Erfolgt diese Funktionsintegration mit Hilfe biobasierter Laminate kann auch die Umweltbilanz in den Phasen vor und nach der Nutzung aufgebessert werden. Durch die Kombination Holz und Stahl in einem Batteriegehäuse können günstige strukturmechanische und thermische Eigenschaften beider Materialien einander komplementieren und daher genutzt werden. Im Projekt Bio!LIB soll nachgewiesen werden, dass durch die Kombination dieser Werkstoffe ein (1) exzellentes Temperatur-Management und (2) Crash-Verhalten, (3) eine verbesserte Vibrations-Dämpfung und (4) ein exzellentes Eingrenzen eines thermischen Durchgehens (auf dem Niveau aktueller State-of-the Art Gehäuse und darüber) erreicht werden kann. Zusätzlich jedoch wird durch eine Funktionsintegration (5) eine Reduktion von Bauraum und Gewicht ermöglicht, bei geringen Kosten und (6) geringerem ökologischen Fußabdruck im Vergleich zu einem Aluminium Gehäuse. Dieser Nachweis erfolgt anhand eines Segments (in Modul bzw. Zellstapelgröße) eines Batteriegehäuses. Dabei werden auch relevante Aspekte der Verbindungs-, Fertigungstechnik, der Dauerhaftigkeit, sowie der Materialtrennung und des Recyclings untersucht, um Fertigungskosten als auch ökologischen Fußabdruck zu minimieren.

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