TY - JOUR A1 - Rost, Ulrich A1 - Brodmann, Michael A1 - Şerban, Viorel-Aurel A1 - Mutascu, Cristian A1 - Roth, Jeffrey A1 - Zekorn, Bruno T1 - State of the Art of PEM Fuel Cells with a Focus on a Modular Fuel Cell Stack with Hydraulic Compression JF - Scientific bulletin of the "politehnica" university of Timisoara, Romania. Transactions on mechanics N2 - This report gives a brief overview to the state of the art of PEM fuel cell technology and a description of a newly developed fuel cell stack concept. One main research activity at the Westphalian Energy Institute of the Westphalian University of Applied Sciences is the development of PEM fuel cells, for which a range of different materials have been investigated for fuel cell pole plate construction. Whereas graphite is a material which has suitable properties concerning conductivity as well as manufacturing e.g. for milling, stainless steel foils are suitable for economical hydroforming processes. However, with steel coating is necessary to increase corrosion resistance as well as electrical conductivity. A new fuel cell stack design is currently under development using separated single fuel cells with hydraulic cell compression. The advantages of this stack concept are modularity, effective heat exchanging and constant, uniform cell compression which are further described in this work. KW - PEM fuel cell KW - modular stack design KW - hydraulic compression KW - Polymer-Elektrolytmembran-Brennstoffzelle KW - Stack Y1 - 2012 VL - 57 (71) IS - 2 SP - 1 EP - 6 ER - TY - BOOK A1 - Bontrup, Heinz-Josef A1 - Marquardt, Ralf-Michael ED - Bontrup, Heinz-Josef ED - Marquardt, Ralf-Michael T1 - Die Zukunft der großen Energieversorger KW - Energieversorgungsunternehmen KW - Strategiesches Management Y1 - 2015 SN - 978-3-86496-865-5 SN - 978-3-86764-636-9 SN - 978-3-86496-864-8 PB - UVK Verlag CY - Tübingen ER - TY - JOUR A1 - Rost, Ulrich A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Roth, Jeffrey A1 - Brodmann, Michael A1 - Stiber, Svenja A1 - Saul Gago, Aldo A1 - Friedrich, Kaspar Andreas T1 - A novel advanced test system for polymer electrolyte membrane water electrolysis based on hydraulic cell compression JF - Fuel Cells, Band 22, Ausgabe 6 N2 - In this work, a novel polymer electrolyte membrane water electrolyzer (PEMWE) test cell based on hydraulic single-cell compression is described. In this test cell, the current density distribution is almost homogeneous over the active cell area due to hydraulic cell clamping. As the hydraulic medium entirely surrounds the active cell components, it is also used to control cell temperature resulting in even temperature distribution. The PEMWE single-cell test system based on hydraulic compression offers a 25 cm2 active surface area (5.0 × 5.0 cm) and can be operated up to 80°C and 6.0 A/cm2. Construction details and material selection for the designed test cell are given in this document. Furthermore, findings related to pressure distribution analyzed by utilizing a pressure-sensitive foil, the cell performance indicated by polarization curves, and the reproducibility of results are described. Experimental data indicate the applicability of the presented testing device for relevant PEMWE component testing and material analysis. KW - novel KW - polymer electrolyte membrane KW - water electrolysis KW - hydraulic cell compression Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/fuce.202200068 SP - 284 EP - 289 ER - TY - CHAP A1 - Rost, Ulrich A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Brodmann, Michael ED - Schulz, Detlef T1 - A novel PEM Electrolysis System with Dynamic Hydraulic Compression for an Optimized High-pressure Operation T2 - Nachhaltige Energieversorgung und Integration von Speichern. NEIS Conference 2016 = Sustainable energy supply and energy storage systems Y1 - 2017 SN - 978-3-658-15028-0 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-15029-7 SP - 169 EP - 174 PB - Springer CY - Wiesbaden ER - TY - JOUR A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Zellmer, Florian A1 - Schneider, Markus A1 - Kreischer, Christian T1 - A Multiphase Rail Launcher With Circular Geometry and Modular Design: Development, Construction, and First Experiments JF - IEEE Transactions on Plasma Science KW - Multiphase Rail Launcher Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1109/TPS.2023.3240773 VL - 2023 IS - 2023-03 ER - TY - BOOK A1 - Bontrup, Heinz-Josef ED - Bontrup, Heinz-Josef T1 - Arbeit, Kapital und Staat, Plädoyer für eine demokratische Wirtschaft KW - Arbeit, Kapital und Staat KW - Arbeit, Kapital und Staat KW - Plädoyer Y1 - 2021 SN - 978-3-89438-326-8 PB - PapyRossa Verlag CY - Köln ER - TY - CHAP A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Mecking, Klaus A1 - Lindenblatt, Tobias A1 - Schneider, Markus T1 - Thermal Stress at the Surface of Thick Conductive Plates Induced by Sinusoidal Current Pulses KW - Thermal Stress KW - Sinusoidal KW - Current Pulses Y1 - 2016 N1 - Conference Paper of 6th Euro-Asian Pulsed Power Conference, Cascais, Portugal ER - TY - JOUR A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Roch, Martin A1 - Hundertmark, Stephan A1 - Zacharias, Peter T1 - The Modular Augmented Staged Electromagnetic Launcher Operated in the Energy Storage Mode JF - IEEE Transactions on Plasma Science KW - Electromagnetic Launcher KW - Energy Storage Mode KW - Augmented Y1 - 2015 VL - 2015 IS - Vol. 43, Issue: 5 ER - TY - RPRT A1 - Löffler, Markus Jan T1 - Dynamische Stromtarife zur Regelung EE-versorgten Stromverbrauchs : eine Analyse am Beispiel des Stromverbrauchs im Jahr 2024 N2 - Zusammenfassung Anlass dieser Studie ist die verpflichtende Einführung dynamischer Stromtarife gemäß §41 EnWG. Hierdurch soll ein Paradigmenwechsel im Hinblick auf den Stromverbrauch bewirkt werden: Der Stromverbrauch soll sich künftig bestmöglich an das überwiegend wettergeführte Stromangebot der Erneuerbare-Energien-Quellen anpassen, statt dass sich das Stromangebot wie bisher am Strombedarf orientiert. Die Studie untersucht, inwieweit dynamische Stromtarife das Stromverbraucher-Verhalten und die Gesamtstromkosten des Jahres 2024 hätten beeinflussen können, wenn diese bereits 2024 deutschlandweit genutzt worden wären. Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-48063 ET - Version 1.2 ER - TY - JOUR A1 - Kellenberger, Andrea A1 - Vaszilcsin, Nicolae A1 - Duca, Delia A1 - Dan, Mircea Laurentiu A1 - Duteanu, Narcis A1 - Stiber, Svenja A1 - Morawietz, Tobias A1 - Biswas, Indro A1 - Ansar, Syed Asif A1 - Gazdzicki, Pawel A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Roth, Jeffrey A1 - Rost, Ulrich A1 - Brodmann, Michael A1 - Saul Gago, Aldo A1 - Friedrich, Kaspar Andreas T1 - Towards Replacing Titanium with Copper in the Bipolar Plates for Proton Exchange Membrane Water Electrolysis JF - Materials 2022, 15(5), 1628 N2 - For proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) to become competitive, the cost of stack components, such as bipolar plates (BPP), needs to be reduced. This can be achieved by using coated low-cost materials, such as copper as alternative to titanium. Herein we report on highly corrosion-resistant copper BPP coated with niobium. All investigated samples showed excellent corrosion resistance properties, with corrosion currents lower than 0.1 µA cm−2 in a simulated PEM electrolyzer environment at two different pH values. The physico-chemical properties of the Nb coatings are thoroughly characterized by scanning electron microscopy (SEM), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and atomic force microscopy (AFM). A 30 µm thick Nb coating fully protects the Cu against corrosion due to the formation of a passive oxide layer on its surface, predominantly composed of Nb2O5. The thickness of the passive oxide layer determined by both EIS and XPS is in the range of 10 nm. The results reported here demonstrate the effectiveness of Nb for protecting Cu against corrosion, opening the possibility to use it for the manufacturing of BPP for PEMWE. The latter was confirmed by its successful implementation in a single cell PEMWE based on hydraulic compression technology. KW - PEMWE KW - water electrolysis KW - bipolar plate KW - corrosion resistance KW - coatings Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.3390/ma15051628 N1 - This article belongs to the Special Issue Recent Research on Energy Storage Materials: Properties and Applications. ER - TY - JOUR A1 - Cieluch, Maximilian A1 - Podleschny, Pit Yannick A1 - Kazamer, Norbert A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Rost, Ulrich A1 - Brodmann, Michael T1 - Development of a Bifunctional Ti-Based Gas Diffusion Electrode for ORR and OER by One- and Two-Step Pt-Ir Electrodeposition JF - nanomaterials 2022, 12 (/), 1233 N2 - The present paper presents one- and two-step approaches for electrochemical Pt and Ir deposition on a porous Ti-substrate to obtain a bifunctional oxygen electrode. Surface pre-treatment of the fiber-based Ti-substrate with oxalic acid provides an alternative to plasma treatment for partially stripping TiO2 from the electrode surface and roughening the topography. Electrochemical catalyst deposition performed directly onto the pretreated Ti-substrates bypasses unnecessary preparation and processing of catalyst support structures. A single Pt constant potential deposition (CPD), directly followed by pulsed electrodeposition (PED), created nanosized noble agglomerates. Subsequently, Ir was deposited via PED onto the Pt sub-structure to obtain a successively deposited PtIr catalyst layer. For the co-deposition of PtIr, a binary PtIr-alloy electrolyte was used applying PED. Micrographically, areal micro- and nano-scaled Pt sub-structure were observed, supplemented by homogenously distributed, nanosized Ir agglomerates for the successive PtIr deposition. In contrast, the PtIr co-deposition led to spherical, nanosized PtIr agglomerates. The electrochemical ORR and OER activity showed increased hydrogen desorption peaks for the Pt-deposited substrate, as well as broadening and flattening of the hydrogen desorption peaks for PtIr deposited substrates. The anodic kinetic parameters for the prepared electrodes were found to be higher than those of a polished Ir-disc. KW - Gas Diffusion Electrode KW - ORR OER KW - Electrodeposition KW - Catalysis Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.3390/nano12071233 ER - TY - CHAP A1 - Böhm, Leonard A1 - Thielker, Klaus A1 - Kazamer, Norbert A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Marginean, Gabriela A1 - Rost, Ulrich A1 - Apfel, Ulf-Peter A1 - Brodmann, Michael T1 - Electrodeposition of a Ni-Mo alloy Catalyst with Optimized Mo-Content for Hydrogen Evolution Reaction in AEM-Electrolysis T2 - WHEC-2022, 23rd World Hydrogen Energy Conference N2 - Various aqueous citrate electrolyte compositions for the Ni-Mo electrodeposition are explored in order to deposit Ni-Mo alloys with Mo-content ranging from 40 wt% to 65 wt% to find an alloy composition with superior catalytic activity towards the hydrogen evolution reaction (HER). The depositions were performed on copper substrates mounted onto a rotating disc electrode (RDE) and were investigated via scanning electron microscopy (SEM), X-ray fluorescence (XRF) and X-ray diffraction (XRD) methods as well as linear sweep voltammetry (LSV) and impedance spectroscopy. Kinetic parameters were calculated via Tafel analysis. Partial deposition current densities and current efficiencies were determined by correlating XRF measurements with gravimetric results. The variation of the electrolyte composition and deposition parameters enabled the deposition of alloys with Mo-content over the range of 40-65 wt%. An increase in Mo-content in deposited alloys was recorded with an increase in rotation speed of the RDE. Current efficiency of the deposition was in the magnitude of <1%, which is characteristic for the deposition of alloys with high Mo-content. The calculated kinetic parameters were used to determine the Mo-content with the highest catalytic activity for use in the HER. KW - Electrodeposition KW - Ni-Mo alloy Catalyst KW - AEM-Electrolysis Y1 - 2022 ER - TY - JOUR A1 - Cieluch, Maximilian A1 - Kazamer, Norbert A1 - Böhm, Leonard A1 - Sanden, Sebastian A1 - Zerebecki, Swen A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Apfel, Ulf-Peter A1 - Brodmann, Michael T1 - Effect of Electrolyte pH in Additive-Free NiFe Catalyst Electrodeposition for Electro-Catalytic OER Applications JF - ChemElectroChem N2 - This study presents the correlation between electrolyte pH, surface morphology, chemical speciation and electro-catalytic oxygen evolution activity of additive-free electrodeposited NiFe catalysts for application in anion exchange membrane water electrolysis. Spherical morphologies were identified at pH 0, shifting towards honey-combed structures at pH 4 with increasing surface area, especially at pH 3. Further, the electrolyte pH was found to influence the NiFe composition and electro-catalytic activity. Enhanced OER activity was noted at pH 2 with overpotentials of 214 mV at 10 mA cm−2 and 267 mV at 100 mA cm−2. The results reveal that the electrolyte pH is a parameter not only influencing the morphology but also tailoring the surface area, Fe oxide and Fe hydroxide composition and consequently the catalytic activity. Further, the outcomes highlight the electrolyte pH as a key process parameter that should be adjusted according to the application, and may substitute the addition of electrolyte-additives, proposing a simpler method for improving catalyst electrodeposition. KW - Electrolyte pH KW - NiFe KW - Electrodeposition KW - OER Applications Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1002/celc.202400492 VL - (11) 2024 IS - Issue 23 ER - TY - JOUR A1 - Cieluch, Maximilian A1 - Düerkop, Dennis A1 - Kazamer, Norbert A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Podleschny, Pit Yannick A1 - Rost, Ulrich A1 - Schmiemann, Achim A1 - Brodmann, Michael T1 - Manufacturing and investigation of MEAs for PEMWE based on glass fibre reinforced PFSA/ssPS composite membranes and catalyst-coated substrates prepared via catalyst electrodeposition JF - International Journal of Hydrogen Energy N2 - Since high costs restrict the wide-range implementation of green hydrogen production capacities based on proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE), efforts on cost reduced components need to be made. Beside the necessary noble metal catalyst, the membrane material is a main cost driver. In this work, a novel glass fibre reinforced PFSA/ssPS composite membrane is investigated as an alternative to widely used Nafion®. These membranes are processed into membrane-electrode-assemblies (MEAs) in conjunction with catalyst-coated substrates, prepared via electrochemical catalyst deposition. This approach is promising to reduce costs due to less expensive raw materials and due to increasing catalyst utilization by graded catalyst layers. Characterisation of the components and entire MEAs was performed ex-situ as well as in-situ via PEMWE operation. KW - MEA KW - PEMW KW - glass fibre KW - PFSA/ssPS KW - catalyst Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.07.310 VL - 52 SP - 521 EP - 533 ER - TY - JOUR A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Zellmer, Florian A1 - Schneider, Markus A1 - Kreischer, Christian T1 - An Augmented Multiphase Rail Launcher With a Modular Design: Extended Setup and Muzzle Fed Operation JF - IEEE Transactions on Plasma Science KW - Augmented Multiphase Rail Launcher Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1109/TPS.2024.3374461 VL - 2024 ER - TY - JOUR A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Zellmer, Florian T1 - Augmented Three-Phase AC-Railgun: Basic Considerations JF - IEEE Transactions on Plasma Science KW - Augmented Three-Phase AC-Railgun Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1109/TPS.2022.3229569 VL - 2023-01 IS - 01 ER - TY - THES A1 - Podleschny, Pit Yannick T1 - Investigation of the saving potential of noble catalyst material in polymer electrolyte membrane fuel cells N2 - The energy transition towards renewable energies for the overall energy supply (electricity, heat, mobility, etc.) is already well advanced and the further expansion is planned. The volatility of renewable energies is being addressed by the hydrogen technology. However, there is still a need for optimization of the cost-efficient reconversion of stored energy in the form of hydrogen, e.g. in applications for decarbonization of the power grid or of the mobility sector. For instance, the cost of an automotive low-temperature polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) must be lowered by reducing the platinum loading and the lifetime must be further improved to achieve the competitiveness of this technology. The aim of the present thesis was to develop membrane electrode assemblies (MEAs) with ultra-low platinum loading, high performance and increased lifetime for the use in PEMFCs. They are fabricated by an innovative MEA preparation process based on the pulse electrodeposition of platinum (Pt) using carbon nanofibers (CNFs) as a catalyst support with enhanced resistance to carbon oxidation reaction. The design of the MEA preparation process and the development of ultra-low Pt-loaded anodes and cathodes was the starting point of this thesis. It was found that the Pt/CNF catalyst used on the anode side had better characteristics than a commercial Pt/C catalyst, since the same power output of 0.525 W cm-2 was obtained with 10 ..... KW - polymer electrolyte membrane KW - fuel cells Y1 - 2021 ER - TY - JOUR A1 - Marquardt, Ralf-Michael T1 - Gesamtwirtschaftliche Finanzierungsproblematik der Energiewende JF - VIK Mitteilungen N2 - Finanzierungsmodelle für Transformationsprojekte der Energiewende KW - Finanzierungsproblematik KW - Energiewende Y1 - 2024 IS - 3 SP - 26 EP - 29 ER - TY - JOUR A1 - Rost, Ulrich A1 - Podleschny, Pit Yannick A1 - Schumacher, Marc A1 - Muntean, Roxana A1 - Pascal, Dragos-Toader A1 - Mutascu, Cristian A1 - Koziolek, J. A1 - Marginean, Gabriela A1 - Brodmann, Michael T1 - Long-term Stable Electrodes Based on Platinum Electrocatalysts Supported on Titanium Sintered Felt for the Use in PEM Fuel Cells JF - IOP conference series. Materials science and engineering Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1088/1757-899X/416/1/012013 SN - 1757-8981 IS - 416 SP - 012013 ER - TY - JOUR A1 - Kurumlu, Deniz A1 - Kazamer, Norbert A1 - Marginean, Gabriela A1 - Kiryc, Markus T1 - Comparative Study on the Thermal Performance of Cr-CrxOy and YSZ-CoNiCrAlY Coatings Exposed at 900 °C JF - Metal Coatings for Wear and Corrosion Applications KW - Thermal Performance Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.3390/ma14206040 VL - 6040 IS - 14/20 ER - TY - JOUR A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Roch, Martin A1 - Hundertmark, Stephan A1 - Zacharias, Peter T1 - Augmented Electromagnetic Accelerators - Technical Solutions and New Ideas JF - IEEE Transactions on Plasma Science KW - Augmented Electromagnetic Accelerators Y1 - 2013 VL - 2013 IS - Vol. 41, Issue: 10 ER - TY - JOUR A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Roch, Martin A1 - Hundertmark, Stephan A1 - Zacharias, Peter T1 - First Experiment With the Modular Augmented Staged Electromagnetic Launcher JF - IEEE Transactions on Plasma Science KW - Modular Augmented Launcher Y1 - 2014 VL - 2014 IS - Vol. 42, Issue: 10 ER - TY - JOUR A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Schneider, Markus A1 - Rackauskas, Justinas T1 - Electromechanical Modeling of Components of a Linear Electromagnetic Accelerator JF - IEEE Transactions on Plasma Science KW - Linear Electromagnetic Accelerator Y1 - 2013 VL - 2013 IS - Vol. 41, Issue: 10 ER - TY - JOUR A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Siaenen, Thorbjörn A1 - Schneider, Markus A1 - Zacharias, Peter T1 - Actively Controlling the Muzzle Velocity of a Railgun JF - IEEE Transactions on Plasma Science KW - Muzzle Velocity KW - Railgun Y1 - 2013 VL - 2013 IS - Vol. 41 Issue: 5 ER - TY - JOUR A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Schneider, Markus T1 - Temperature Versus Magnetic Pressure at the Surface of a Semi-Infinite Plate JF - IEEE Transactions on Plasma Science KW - Magnetic Pressure KW - Semi-Infinite Plate Y1 - 2013 VL - 2013 IS - Vol. 41 Issue: 10 ER - TY - CHAP A1 - Rost, Ulrich T1 - Testsysteme für Brennstoffzellen, Elektrolyseure und Batterien auf Basis der hydraulischen Verpressung T2 - Konferenz: Batterietag NRW 2019, 2. April 2019 in Aachen Y1 - 2019 ER - TY - CHAP A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Spahn, Emil T1 - Design of a Flat-Channel Launcher KW - Flat-Channel KW - Launcher Y1 - 2016 N1 - Conference: 6th Euro-Asian Pulsed Power Conference, Cascais, Portugal ER - TY - JOUR A1 - Muntean, Roxana A1 - Pascal, Dragos-Toader A1 - Rost, Ulrich A1 - Marginean, Gabriela A1 - Brodmann, Michael A1 - Vaszilcsin, Nicolae T1 - Synthesis and characterisation of platinum–cobalt–manganese ternary alloy catalysts supported on carbon nanofibers: An alternative catalyst for hydrogen evolution reaction JF - International Journal of Hydrogen Energy N2 - A systematic method for obtaining a novel electrode structure based on PtCoMn ternary alloy catalyst supported on graphitic carbon nanofibers (CNF) for hydrogen evolution reaction (HER) in acidic media is proposed. Ternary alloy nanoparticles (Co0.6Mn0.4 Pt), with a mean crystallite diameter under 10 nm, were electrodeposited onto a graphitic support material using a two-step pulsed deposition technique. Initially, a surface functionalisation of the carbon nanofibers is performed with the aid of oxygen plasma. Subsequently, a short galvanostatic pulse electrodeposition technique is applied. It has been demonstrated that, if pulsing current is employed, compositionally controlled PtCoMn catalysts can be achieved. Variations of metal concentration ratios in the electrolyte and main deposition parameters, such as current density and pulse shape, led to electrodes with relevant catalytic activity towards HER. The samples were further characterised using several physico-chemical methods to reveal their morphology, structure, chemical and electrochemical properties. X-ray diffraction confirms the PtCoMn alloy formation on the graphitic support and energy dispersive X-ray spectroscopy highlights the presence of the three metallic components from the alloy structure. The preliminary tests regarding the electrocatalytic activity of the developed electrodes display promising results compared to commercial Pt/C catalysts. The PtCoMn/CNF electrode exhibits a decrease in hydrogen evolution overpotential of about 250 mV at 40 mA cm−2 in acidic solution (0.5 M H2SO4) when compared to similar platinum based electrodes (Pt/CNF) and a Tafel slope of around 120 mV dec−1, indicating that HER takes place under the Volmer-Heyrovsky mechanism. KW - PtCoMn KW - Ternary alloy catalyst preparation KW - PEM water electrolysis KW - Hydrogen evolution reaction Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.02.041 SN - 0360-3199 ER - TY - CHAP A1 - Brodmann, Michael A1 - Rost, Ulrich ED - Projekt „Nachhaltige Forschung an Fachhochschulen in NRW“, T1 - Wirtschaftliche Wasserstofftechnik. Kohlenstoff-Nanoröhrchen als Ergänzung zu Platin in Brennstoffzellen T2 - Ressourcen & Rohstoffe : Forschung erhält unseren Lebensraum N2 - Brennstoffzellen gelten in der Forschung als eine der saubersten Technologien zur Stromerzeu-gung. In den Zellen, die meist z.B. so groß sind wie ein Taschenbuch, werden Wasserstoff und Sauerstoff in einer kontrollierten chemischen Reaktion in Wasserdampf umgewandelt. Dabei entstehen elektrische Energie und Wasser. Im Gegensatz zu den meisten anderen Formen der Stromproduktion wird kein Kohlendioxid freigesetzt. Das macht den Wandlungsprozess der Brennstoffzelle sehr umweltfreundlich. Der Elektroingenieur Prof. Dr. Michael Brodmann von der Westfälischen Hochschule sieht in dieser Technologie die Zukunft mobiler wie stationärer Energieversorgung. Autos mit Elektro-motoren könnten mit Wasserstofftechnik angetrieben, portable Elektrogeräte oder auch ganze Gebäude umweltfreundlich mit Strom versorgt werden. Jedoch ist die Herstellung und Wartung der Brennstoffzellen derzeit sehr teuer, weshalb am Markt Energiewandler auf Basis fossiler Rohstoffe weiterhin dominieren. An diesem Problem arbeitet Brodmann gemeinsam mit Dr. Ulrich Rost. Im Labor des Westfälischen Energieinstituts haben die beiden Forscher eine neue Zelle entwickelt, die effektiver und günstiger ist – und dabei auf ein bewährtes Patent und neue Materialien gesetzt. Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:5:2-107419 SN - 978-3-9816422-3-0 SP - 36 EP - 37 PB - Projekt "Nachhaltige Forschung an Fachhochschulen in NRW", c/o zefo Zentrum für Forschungskommunikation CY - Köln ER - TY - CHAP A1 - Böhm, Leonard A1 - Kazamer, Norbert A1 - Holtkotte, Lisa A1 - Näther, Johannes A1 - Rost, Ulrich A1 - Underberg, Martin A1 - Marginean, Gabriela A1 - Hülser, Tim A1 - Brodmann, Michael A1 - Köster, Frank T1 - Pulsed electrodeposition of iridium catalyst nanoparticles on titanium suboxide supports for application in PEM electrolysis T2 - Konferenz: "8th International Conference on Advanced Materials and Structures - AMS 2020", 7.-9. Oktober 2020 in Timișoara (Rumänien) Y1 - 2020 ER - TY - CHAP A1 - Grewing, Sven A1 - Rost, Ulrich A1 - Brodmann, Michael A1 - Bartels, Nicole A1 - Schimpf-Willenbrink, S. A1 - Bussmann, Gregor ED - Großmann, Uwe ED - Kunold, Ingo ED - Engels, Christoph T1 - Dynamisches Modell zur Untersuchung von saisonalen geothermischen Wärmeenergiespeichern in bestehenden und zukünftigen Fernwärme Verbundsystemen T2 - Dezentrale Systeme - wie smart ist die schöne neue Energiewelt Smart Energy 2017 Y1 - 2017 SN - 978-3-86488-125-1 SP - 36 EP - 42 PB - Hülsbusch CY - Glückstadt ER - TY - JOUR A1 - Podleschny, Pit Yannick A1 - Rost, Ulrich A1 - Muntean, Roxana A1 - Marginean, Gabriela A1 - Heinzel, Angelika A1 - Peinecke, Volker A1 - Radev, Ivan A1 - Muhler, Martin A1 - Brodmann, Michael T1 - Investigation of Carbon Nanofiber‐supported Electrocatalysts with Ultra‐low Platinum Loading for the Use in PEM Fuel Cells JF - Fuel Cells. From fundamentals to systems Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1002/fuce.201700220 SN - 1615-6854 VL - 18 IS - 5 SP - 586 EP - 593 ER - TY - CHAP A1 - Podleschny, Pit Yannick A1 - Rost, Ulrich A1 - Muntean, Roxana A1 - Marginean, Gabriela A1 - Brodmann, Michael A1 - Radev, Ivan A1 - Peinecke, Volker A1 - Heinzel, Angelika T1 - Investigation of Carbon Nanofiber (CNF) Supported Platinum Electrocatalysts for the Use in PEM Fuel Cells T2 - Konferenz: 6th European PEFC & Electrolyser Forum, 4.-7. Juli 2017 in Luzern, Schweiz Y1 - 2017 ER - TY - CHAP A1 - Lentz, Karl-Heinz A1 - Rost, Ulrich A1 - Oberschelp, Wolfgang A1 - Brodmann, Michael ED - Luschtinetz, T. ED - Lehmann, J. T1 - Hochdruck PEM-Elektrolyse T2 - Nutzung Regenerativer Energiequellen und Wasserstofftechnik 2017. XXIV. Energie - Symposium 09. - 11. November 2017 Y1 - 2017 SN - 978-3-9817740-3-0 SP - 68 EP - 72 PB - Hochschule Stralsund CY - Stralsund ER - TY - CHAP A1 - Podleschny, Pit Yannick A1 - Marginean, Gabriela A1 - Muntean, Roxana A1 - Rost, Ulrich A1 - Brodmann, Michael T1 - Influence of Catalyst Support Composition in PEM Fuel Cell Electrodes Utilizing Plasma Treated Graphene Related Material Decorated with Platinum Nanoparticles T2 - Konferenz: 7. NRW Nano-Konferenz, 7.-8. Dezember 2016 in Münster N2 - This work deals with the preparation and investigation of PEM fuel cell electrodes, which are obtained using graphene related material (GRM) serving as catalyst support for platinum nanoparticles. Applied GRM are used for the preparation of suspensions in four distinct mixing ratios. Two sorts of GRM have been investigated: carbon nanofibers (CNF) and graphene oxide (GO). Utilized CNFs provide a superior graphitization degree of about 100%, which leads to both high corrosion resistance and low ohmic resistance in PEM fuel cells. For electrode preparation a GRM containing layer serving as catalyst support is applied onto a gas diffusion layer (GDL). Prior to GRM suspension and deposition onto a GDL, the graphene structures are functionalized by plasma treatment. Due to this step, an improved hydrophilic behavior for facilitating suspension preparation is achieved. In addition, a subsequent platinum nanoparticle deposition by pulsed electrodeposition process is optimized. Y1 - 2016 ER - TY - JOUR A1 - Brodmann, Michael A1 - Rost, Ulrich T1 - PEM fuel cell electrodes based on graphene related materials for a hydrogen future JF - energetica international N2 - Due to high power density and superior efficiency, polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) are believed to play a significant role for carbon dioxide emissions free electrical energy systems in the future. Unlike in Carnot processes, chemical energy in the form of hydrogen and oxygen is converted directly into electrical energy without a further process step. One issue in the development of PEMFCs for mobile or stationary applications is the utilization of rare and expensive catalyst material like platinum within the membrane electrode assembly (MEA) see figure 1. In addition, the objective is to reduce production costs and to increase the lifetime of PEMFC. One approach to improve PEMFCs is the development of intelligent electrode architectures. However, cost effective high performance materials are necessary to reach the development targets. Y1 - 2015 UR - http://www.energetica-international.com/articles/pem-fuel-cell-electrodes-based-on-graphene-related-materials-for-a-hydrogen-future N1 - auf Spanisch ebenfalls veröffentlicht in: Brodmann, M.; Rost, U. (2015): Electrodos de pilas de combustible PEM basados en materiales grafénicos para el futuro del hidrógeno como fuente de energía. In: energética XXI, Jg. 154, DIC 15, S. 94 ER - TY - CHAP A1 - Rost, Ulrich A1 - Podleschny, Pit Yannick A1 - Schumacher, Marc A1 - Muntean, Roxana A1 - Pascal, Dragos-Toader A1 - Mutascu, Cristian A1 - Koziolek, J. A1 - Marginean, Gabriela A1 - Brodmann, Michael T1 - Long-term Stable Electrodes Based on Platinum Electrocatalysts Supported on Titanium Sintered Felt for the Use in PEM Fuel Cells T2 - Konferenz: 7th International Conference on Advanced Materials and Structures (AMS 2018), 28.-31. März 2018 in Timisoara (Rumänien) Y1 - 2018 ER - TY - JOUR A1 - Muntean, Roxana A1 - Pascal, Dragos-Toader A1 - Rost, Ulrich A1 - Marginean, Gabriela A1 - Brodmann, Michael A1 - Vaszilcsin, Nicolae T1 - Synthesis and characterisation of platinum–cobalt–manganese ternary alloy catalysts supported on carbon nanofibers: An alternative catalyst for hydrogen evolution reaction JF - International Journal of Hydrogen Energy Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.02.041 VL - 45 IS - 49 SP - 26217 EP - 26225 ER - TY - JOUR A1 - Kazamer, Norbert A1 - Tack, Meike A1 - Usama, Muhammad A1 - Brodmann, Michael A1 - Barcikowski, Stephan A1 - Reichenberger, Sven T1 - Continuous and Scalable Laser Synthesis of Atom Clusters with Tunable Surface Oxidation for Electrocatalytic Water Splitting JF - ACS Applied Energy Materials KW - Laser Synthesis Electrocatalytic Water Splitting Y1 - 2024 UR - https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.4c00342# U6 - https://doi.org/10.1021/acsaem.4c00342 VL - 2024 IS - 04/2024 SP - 4057 EP - 4067 ER - TY - CHAP A1 - Muntean, Roxana A1 - Pascal, Dragos-Toader A1 - Rost, Ulrich A1 - Marginean, Gabriela A1 - Vaszilcsin, Nicolae A1 - Brodmann, Michael T1 - PtCoMn ternary alloy supported catalysts for hydrogen evolution reaction T2 - Konferenz: 10th International Conference on Hydrogen Production, 15.-17. Mai 2019 in Cluj-Napoca, Rumänien Y1 - 2019 ER - TY - JOUR A1 - Brodmann, Michael A1 - Rost, Ulrich T1 - Electrodos de pilas de combustible PEM basados en materiales grafénicos para el futuro del hidrógeno como fuente de energía JF - energética XXI N2 - El Instituto de la Energía de Westfalia ha desarrollado arquitecturas de electrodos que están basados en materiales grafénicos producidos por el Grupo Antolín. Y1 - 2015 N1 - auf Englisch ebenfalls veröffentlicht in: Brodmann, M.; Rost, U. (2015): PEM fuel cell electrodes based on graphene related materials for a hydrogen future. In: energetica international. URL: http://www.energetica-international.com/articles/pem-fuel-cell-electrodes-based-on-graphene-related-materials-for-a-hydrogen-future VL - 154 IS - DIC 15 SP - 94 ER - TY - JOUR A1 - Eder, Stephan W. A1 - Steiger, Hartmut T1 - Energie: Die Zukunft liegt in der dezentralen Versorgung JF - VDI-Nachrichten Y1 - 2013 IS - 45 SP - 2 ER - TY - JOUR A1 - Stiber, Svenja A1 - Balzer, Harald A1 - Wierhake, Astrid A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Roth, Jeffrey A1 - Rost, Ulrich A1 - Brodmann, Michael A1 - Lee, Jason Keonhag A1 - Bazylak, Aimy A1 - Waiblinger, Wendelin A1 - Saul Gago, Aldo A1 - Friedrich, Kaspar Andreas T1 - Porous Transport Layers for Proton Exchange Membrane Electrolysis Under Extreme Conditions of Current Density, Temperature and Pressure JF - Advanced Energy Materials N2 - Hydrogen produced via water electrolysis powered by renewable electricity or green H2 offers new decarbonization pathways. Proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is a promising technology although the current density, temperature, and H2 pressure of the PEMWE will have to be increased substantially to curtail the cost of green H2. Here, a porous transport layer for PEMWE is reported, that enables operation at up to 6 A cm−2, 90 °C, and 90 bar H2 output pressure. It consists of a Ti porous sintered layer (PSL) on a low‐cost Ti mesh (PSL/mesh‐PTL) by diffusion bonding. This novel approach does not require a flow field in the bipolar plate. When using the mesh‐PTL without PSL, the cell potential increases significantly due to mass transport losses reaching ca. 2.5 V at 2 A cm−2 and 90 °C. KW - Porous Transport Layers KW - Membrane KW - Electrolysis Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1002/aenm.202100630 IS - 33 / 11 ER - TY - RPRT A1 - Brodmann, Michael A1 - Rost, Ulrich A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Roth, Jeffrey T1 - Schlussbericht über die Durchführung des Projekts "FHInvest 2016: Charakterisierung und Qualifizierung von PEM-Hochdruckelektrolyseurkomponenten im Hochdruckbetrieb bis 100 bar". Kurzbezeichnung des Vorhabens: HiPresPEM Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.2314/KXP:1684706831 PB - Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen CY - Gelsenkirchen ER - TY - JOUR A1 - Zellmer, Florian A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Schneider, Markus A1 - Kreischer, Christian T1 - An Augmented Multiphase Rail Launcher With a Modular Design: Theoretical Considerations and Development JF - COMPEL - The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering KW - Augmented Multiphase KW - Rail Launcher KW - Modular Design Y1 - 2023 UR - https://www.emerald.com/insight/content/doi/10.1108/COMPEL-08-2022-0261/full/html SN - 0332-1649 VL - 2023 IS - Vol. 42 No. 6 SP - 1372 EP - 1381 ER - TY - CHAP A1 - Siestrup, G. A1 - Roth, Jeffrey A1 - Rost, Ulrich A1 - Mutascu, Cristian A1 - Engelhardt, L. A1 - Hoppe, E. A1 - Janßen, H. A1 - Brodmann, Michael A1 - Müller, M. A1 - Lehnert, W. T1 - Development of a modularly designed standard test system for high-temperature polymer electrolyte fuel cells with hydraulic single cell compression T2 - Konferenz: 8th European Fuel Cell Technology & Applications Conference, 9.-11. Dezember 2019 in Neapel (Italien) Y1 - 2019 ER - TY - JOUR A1 - Rost, Ulrich A1 - Muntean, Roxana A1 - Pascal, Dragos-Toader A1 - Podleschny, Pit Yannick A1 - Schumacher, Marc A1 - Marginean, Gabriela T1 - Studies on Pulse Electrodeposition of Pt-Ni binary Alloy For Electrochemical Cell Applications JF - IOP conference series. Materials science and engineering Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1088/1757-899X/416/1/012004 SN - 1757-8981 IS - 416 SP - 012004 ER - TY - CHAP A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Rost, Ulrich A1 - Roth, Jeffrey A1 - Brodmann, Michael T1 - Performance enhancing study for large scale PEM electrolyzer cells based on hydraulic compression T2 - Konferenz: 6th European PEFC & Electrolyser Forum, 4.-7. Juli 2017 in Luzern, Schweiz Y1 - 2017 ER - TY - RPRT A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Oberladstätter, Oswald T1 - A German townhouse with electric infrared heating panels and a wood pellet stove occupants experience and energy monitoring results N2 - The intention of this report is to serve as a "real life" documentation of using electric infrared heating panels in a remodeled older residential building. KW - infrared heating panel Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.13140/RG.2.2.34656.17923 ER - TY - JOUR A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Roth, Jeffrey A1 - Jagalski, Stefan A1 - Neuhaus, Philipp A1 - Rost, Ulrich A1 - Brodmann, Michael T1 - A modular design approach for PEM electrolyser systems with homogeneous operation conditions and highly efficient heat management JF - International Journal of Hydrogen Energy Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.03.185 SN - 0360-3199 VL - 45 IS - 2 SP - 1226 EP - 1235 ER - TY - CHAP A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Roth, Jeffrey A1 - Jagalski, Stefan A1 - Neuhaus, Philipp A1 - Podleschny, Mats A1 - Rost, Ulrich A1 - Brodmann, Michael T1 - A compact and efficient PEM electrolyser stack design based on hydraulic single cell compression T2 - Konferenz: 10th International Conference on Hydrogen Production, 15.-17. Mai 2019 in Cluj-Napoca, Rumänien Y1 - 2019 ER - TY - JOUR A1 - Wirkert, Florian Josef A1 - Roth, Jeffrey A1 - Jagalski, Stefan A1 - Neuhaus, Philipp A1 - Rost, Ulrich A1 - Brodmann, Michael T1 - A modular design approach for PEM electrolyser systems with homogeneous operation conditions and highly efficient heat management JF - International Journal of Hydrogen Energy Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.03.185 SN - 0360-3199 VL - 45 IS - 2 SP - 1226 EP - 1235 ER - TY - RPRT A1 - Löffler, Markus Jan T1 - Dynamische Strompreistarife und deren Wirkung auf den Stromverbrauch N2 - Anlass der Studie ist das im Juli 2024 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK herausgegebene „Strommarktdesign der Zukunft : Optionen für ein sicheres, bezahlbares und nachhaltiges Stromsystem“ [BMWK 2024]. Das Strommarktdesign solle einen Paradigmenwechsel im Strommarkt herbeiführen. Eingeführt werden soll ein Kapazitätsmarkt, eine Art systemische Grundgebühr, zur Finanzierung unwirtschaftlicher Investitionen in künftig nur wenig auslastbare Kraftwerke. Zudem sollen die Stromverbraucher als Regelkomponente in einer zukünftig volatilen Stromversorgung eingesetzt werden. Die Motivation hierzu soll mit Hilfe dynamischer Stromtarife gelingen. Vorliegende Studie befasst sich insbesondere mit der potentiellen Wirkung dynamischer Strom-preise auf den Stromverbrauch. Hierzu wird das Einsparpotenzial bei Nutzung dieser Stromtarife untersucht. Empirische Befunde aus Deutschland und Schweden unterfüttern und erweitern diese Untersuchung mit Blick auf die erhoffte Beeinflussbarkeit des künftigen, den politischen Energiewende-Planungen unterworfenen Stromversorgungssystems. Die Untersuchungsergebnisse werden wie folgt interpretiert: • In „Smart-Grids“ können dynamische Stromtarife das Verbraucherverhalten bei einem Einsparpotential von 10 bis 15% begrenzt beeinflussen. • Der Einfluss beschränkt sich auf lokale Stromversorgungsnetze. • Der Stromverbrauch wird in dem Sinne vergleichmäßigt, dass tageweise auftretende Lastspitzen und Lasttäler sich durch Lastverschiebungen ausgeglichener darstellen. Die Differenz der beiden Tagesextremwerte könnte um bis zu 20% sinken. • Der jährliche Stromverbrauch wird hierdurch nicht wahrnehmbar beeinflusst. Der qualitative Verlauf des Lastgangs ebenso wenig. • Die Vergleichmäßigung ist in dem Sinne netzdienlich, dass nur unzureichend ausgebaute Ortsnetze durch die künftige zunehmende Beanspruchung durch Elektromobilität und Wärmepumpen nicht überbeansprucht werden bzw. dass deren sowieso notwendiger Ausbau in etwas reduzierter Weise ausgeführt werden kann. • Die grundlegenden Probleme bzw. Herausforderungen des geplant volatilen Gesamtstromversorgungssystems lassen sich durch Einsatz der Stromverbraucher als system-dienliches Regelglied nicht lösen. Dazu ist ihre Wirkung im Vergleich zur über das Jahr gemittelten Last zu gering. Der gewünschte Ausgleich sollte besser mit Hilfe geeigneter Speicher statt mit humanen Ressourcen als Regelglied gelöst werden. Prinzipiell kann die geplante Flexibilisierung des Strommarktes als eine gut vermittelbare und von den Stromkunden nur schlecht zu erkennende Form der Energierationierung durch Preismechanismen gesehen werden. Energierationierungen signalisieren oft strukturelle Probleme im Energiesektor eines Landes. Die Frage, ob der vom BMWK vorgeschlagene Paradigmenwechsel bereits in diese Richtung zielt, darf zusammen mit den derzeit immer offener und häufiger zutage tretenden, bisher noch verkraftbaren Dysfunktionalitäten der derzeitigen Stromversorgung durchaus in Betracht gezogen werden. KW - Strompreistarife KW - Stromverbrauch KW - Stromtarifverträge Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-46074 ET - Version 1.0 ER - TY - RPRT A1 - Löffler, Markus Jan T1 - Steckbriefe zur Energiewende BT - Stromversorger und -verbraucher N2 - In dem Bericht werden insbesondere auf Daten der Bundesnetzagentur (2022) basierende Steckbriefe sämtlicher bei der simulatorischen Behandlung der generellen Leistungsverhält-nisse in einem der geplanten Energiewende unterworfenen Energieversorgungssystem darge stellt. Die Steckbriefe umfassen die auftretenden Leistungsverläufe der Versorgung aus Photovoltaik, Windkraft, Biomasse usw. und des Verbrauchs mit Stromdirektverbrauchern, Wärmepumpen und Elektro-Fahrzeugen. Für den Verbrauch werden zwei Lastvarianten angegeben. Elektrolyseure sind in beiden Varianten nicht berücksichtigt, da sie trotz ihrer hohen Verluste dem Bereich der Wasserstoffspeicherung zugeordnet werden. Ebenso werden Wasserstoff-Kraftwerke weder dem Bereich der Erzeuger oder, aufgrund ihrer hohen Verluste, der Verbraucher zugeordnet; diese sind ebenfalls dem Bereich der Wasserstoffspeicherung zuzuordnen. Die Leistungsverläufe werden ergänzt durch „Heatmaps“, mit deren Hilfe sich die Leistungsverläufe in vorteilhafter Weise tages- und stundenweise auflösen lassen. Im Gegensatz zur normalen Darstellung der Leistungsverläufe, aus denen sich saisonale Leistungsgänge und Leistungswerte sehr gut ablesen lassen, lassen sich aus diesen Heatmaps auch Tagesgänge aufgrund menschlicher Verhaltensweisen ermitteln. Statistiken zur Verteilung der Leistungswerte und Tabellen mit den wichtigsten Eckwerten der entsprechenden EE-Erzeuger und Verbraucher vervollständigen die Steckbriefe. In Einzelfällen werden noch Zusatzerläuterungen gegeben, ohne die sich die entsprechenden Steckbriefe unvollständig wären. Insgesamt ergibt sich, dass der Stromverbrauch ab 2045 saisonal enorm ausgeprägte Maxima und Minima aufweist, die erheblich von den Maxima und Minima des heutigen Stromverbrauchs abweichen. Dies ist das Resultat des Stromverbrauchs aus Wärmepumpen und Elektro-Fahr-zeugen. Die Verbrauchsmaxima können dabei Werte von etwa 170 GW erreichen, was im Gegensatz zu heutigen Maxima von weniger als 90 GW als bemerkenswert bezeichnet werden muss. In jedem Fall wird ein steuerbarer Backup-Kraftwerkspark benötigt, dessen kontinuierliche Verfügbarkeit während eines Tages größer wie 2 Stunden sein muss. Er muss gezielt zur Morgenzeit, typischerweise zwischen 05:00 und 07:00, mit Leistungshüben von 20 GW/h eingeschaltet und abends, typischerweise zwischen 18:00 und 20:00, mit Lastabwürfen von über 22 GW/h gezielt wieder abgeschaltet werden können. Grund hierfür ist der Wechsel menschlicher Tagesaktivität auf Nachtpassivität und umgekehrt, was sich im täglichen Strombedarf widerspiegelt. KW - Steckbriefe KW - Energiewende KW - Stromversorgung KW - Versorgungssicherheit KW - Stromverbrauch Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-46088 ER - TY - RPRT A1 - Löffler, Markus Jan T1 - Energiewende und Versorgungssicherheit 2045 BT - Dunkelflauten erfordern Handeln! N2 - Deutschlands Stromversorgung soll im Jahr 2045 gemäß aktueller Planung (z.B. EEG 2023) aus-schließlich mit Hilfe sog. erneuerbarer Energien geschehen. Hierzu gehören Wind- und Solar-kraft und in erheblichst geringerem Maße Biomasse- und Laufwasserkraft. Bekannt ist, dass die Energiezufuhr aus diesen Energiequellen überwiegend volatil und daher inkompatibel mit dem Strombedarf der Verbraucher ist. Ohne weitere Maßnahmen käme es ständig zu Über- oder Unterversorgungssituationen mit der Folge dauerhafter Blackouts. Während eine Überversorgung im einfachsten Fall mit dem rechtzeitigen, wenn auch unwirtschaftlichen Abschalten der entsprechenden Energieversorger sehr gut beherrschbar ist – andere Maßnahmen sind die Speicherung der überschüssigen Energie oder deren Export, sofern es das Ausland zulässt –, ist die Darstellung der Versorgungssicherheit im Falle einer Unterversorgung, also die Vermeidung ewiger Blackouts, nur mit Hilfe zusätzlicher aktiv steuerbarer Energiequellen darstellbar. In Frage kommen hierfür nach heutiger Diskussionslage Gas- bzw. H2-Kraftwerke, virtuelle und reale Batterie-Kraftwerke, sowie Pumpspeicher-Kraftwerke und Stromimporte. Für den Import muss das Ausland für Deutschland regelbare Kraftwerke vorhalten, die stets dann mit erster Priorität bereitstehen müssen, wenn Deutschland in eine Unterversorgungslage gerät. Diese Möglichkeit erscheint dem Berichter eher spekulativ als gesichert. Die Verwendung deutscher Kernkraftwerke wird heutzutage aus politischen Gründen negiert, während gleichzeitig und widersinnigerweise der Import ausländischen Kernkraftstroms billigend in Kauf genommen wird. KW - Energiewende KW - Dunkelflauten Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-46069 ET - Version 1.1 ER - TY - JOUR A1 - Löffler, Markus Jan A1 - Marquardt, Ralf-Michael T1 - Wieviele Wasserstoff-Kraftwerke erfordert die Energiewende und wie erhalten wir sie? JF - Wirtschaftsdienst KW - Wasserstoff-Kraftwerke Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.2478/wd-2023-0191 VL - 2023 IS - 10/2023 SP - 689 EP - 697 ER - TY - JOUR A1 - Kuznetsov, Vitalii A1 - Lu, Leran A1 - Koza, Michael Marek A1 - Rogalla, Detleff A1 - Foteinou, Varvara A1 - Becker, Hans-Werner A1 - Nefedov, Alexei A1 - Traeger, Franziska A1 - Fouquet, Peter T1 - Microscopic Diffusion of Atomic Hydrogen and Water in HER Catalyst MoS2 Revealed by Neutron Scattering JF - The Journal of Physical Chemistry C N2 - The design of novel and abundant catalytic materials for electrolysis is crucial for reaching carbon neutrality of the global energy system. A deliberate approach to catalyst design requires both theoretical and experimental knowledge not only of the target reactions but also of the supplementary mechanisms affecting the catalytic activity. In this study, we focus on the interplay of hydrogen mobility and reactivity in the hydrogen evolution reaction catalyst MoS2. We have studied the diffusion of atomic hydrogen and water by means of neutron and X-ray photoelectron spectroscopies combined with classical molecular dynamics simulations. The observed interaction of water with single-crystal MoS2 shows the possibility of intercalation within volume defects, where it can access edge sites of the material. Our surface studies also demonstrate that atomic hydrogen can be inserted into MoS2, where it then occupies various adsorption sites, possibly favoring defect vicinities. The motion of H atoms parallel to the layers of MoS2 is fast with D ≈ 1 × 10−9 m2/s at room temperature and exhibits Brownian diffusion behavior with little dependence on temperature, i.e., with a very low diffusion activation barrier. KW - Binding energy KW - Diffusion KW - Hydrogen KW - Molecules KW - X-ray photoelectron spectroscopy Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-49089 SN - 1932-7455 VL - 2022 IS - Volume 126, Issue 51 SP - 21667 EP - 21680 PB - ACS Publications ER - TY - JOUR A1 - Pattyn, Cedric A1 - Sciacqua, Dario A1 - Kwiedor, Lukas A1 - Jagodar, Andrea A1 - Strunskus, Thomas A1 - Traeger, Franziska A1 - Lecas, Thomas A1 - Kovacevic, Eva A1 - Berndt, Johannes T1 - Controlled deposition of plasma-polyaniline thin film by PECVD: Understanding the influence of aniline to argon ratio JF - Plasma Processes and Polymers N2 - Low pressure capacitively coupled radiofrequency plasmas operated in a mixture of aniline vapor and argon are used for the deposition of thin films on silicon substrates. The influence of the aniline vapor fraction in the gas mixture upon the plasma properties and the characteristics of the deposited thin film is analyzed. Plasmas diagnostics are carried out using mass spectrometry and optical emission spectroscopy and the thin films are characterized by means of Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and near-edge X-ray absorption fine-structure spectroscopy. Experiments highlight that the use of a low aniline/argon ratio leads to the deposition of an amorphous film whereas high-aniline/argon ratios allow the synthesis of a plasma polymer similar to polyaniline. The properties of such plasmas and the mechanisms involved in the deposition process are discussed in detail. KW - mass spectrometry KW - NEXAFS KW - plasma KW - polyaniline KW - polymerization KW - XPS Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-49095 SN - 1612-8869 VL - 2022 IS - Volume 19, Issue 5 PB - Wiley-VCH ER - TY - THES A1 - Salih, Haujin T1 - Degradationsverhalten von Ir/TiO2-x-basierten Elektroden für die Anwendung in PEM-Elektrolysezellen // Degradation behavior of Ir/TiO2-x based electrodes for application in PEM electrolyzers N2 - Um CO2-frei, mit erneuerbaren Technologien, Energie umzuwandeln, zu speichern und Wasserstoff zu produzieren, bedarf es einer Technologie, welche zu hoher Leistungsdichte, Flexibilität und Effizienz fähig ist. Die Polymerelektrolytmembran-(PEM) Wasser-Elektrolyse besitzt das Potential alle diese Attribute in sich zu vereinen, weswegen sie eine Schlüsseltechnologie bei dem Umstieg auf erneuerbare Energien darstellt. Die aktuellen hohen Beladungen der Elektroden mit Katalysatormaterial für die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) wie Iridium und die bisher noch ungenügend erforschten Alterungsmechanismen dieser über eine längere Nutzdauer, sind bisher die größten Herausforderungen für die großflächige industrielle Nutzung dieser Systeme. Mit diesem Hintergrund stellt sich diese Arbeit der Herausforderung die untersuchten PEM-Anoden mit reduzierter Beladung, hinsichtlich ihrer Stabilität und Alterungsmechanismen zu charakterisieren und den ersten Schritt in Richtung eines Degradationsprotokolls zu machen, um solche Elektroden künftig zu untersuchen. In der vorgegangenen Arbeit, aus welcher die hier untersuchten Proben stammen, wurden Elektroden hergestellt, indem auf ein Titansubstrat eine Supportschicht mit unterstöchiometrischem Titanoxid eingesintert wurde, auf welchem wiederum das Iridium galvanisch gepulst abgeschieden wurde. Die Beladung mit Katalysatormaterial war hier geringer als der der Stand der Technik, doch die katalytische Aktivität wurde durch die optimierte Elektrodenarchitektur erhöht. In dieser Arbeit wurden die Elektroden einem elektrochemischen Degradationsprotokoll unterzogen, welches sich aus Cyclovoltametrie (CV) gefolgt von Chronopotentiometrie (CP) und Chronoamperometrie, mit wechselnden Potentialen, zusammensetzt. Der dabei verwendete Elektrolyt wurde ebenfalls durch Filtration und Titration auf Zerfallsprodukte der Elektroden hin untersucht. Nach erfolgter Degradation wurden die Elektroden auf topografische Änderungen, mittels Rasterelektronenmikroskop (REM), Änderungen der Kristallinität, mittels Röntgendiffraktometrie (XRD) und Änderungen der Elementenkonzentration durch Röntgenfluoreszenzspektroskopie (XRF) hin untersucht. KW - PEM-Elektrolysezellen KW - Elektrolyseur Y1 - 2021 ER - TY - THES A1 - Thiel, Victor Hubert T1 - Entwicklung einer lasergesinterten TiOx-Trägerstruktur auf porösen Titansubstraten für Anodenkatalysatoren in der PEM-Elektrolyse N2 - Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Titanträgerlage, die anschließend als Supportstruktur für den Anodenkatalysator eines PEM-Elektrolyseurs genutzt werden soll, sowie mit der Parametrisierung der hierfür genutzten Lasersinteranlage. Dafür wird 1 mg cm-2 unterstöchiometrisches Titanoxid (TiOx) auf eine poröse Titantransportschicht gesprüht und anschließend mit einem gepulsten Laser in Argonatmosphäre gesintert, um beide Materialien zu verbinden und die Oberfläche gezielt verändern zu können. Da die benötigte Menge des unterstöchiometrischen TiOx-Pulvers nicht abschätzbar war, wurden die Arbeiten mit kommerziell verfügbarem Titandioxid-(TiOx) Pulver durchgeführt. Im ersten Schritt wurde ein bestehender Sprühprozess optimiert. Der Fokus lag dabei auf einem gleichmäßigen Sprühergebnis und dem reproduzierbaren Erreichen einer vorgegebenen Beladung. Die Optimierung wurde auf Titanblech und auf porösen Titansubstraten durchgeführt. Anschließend wurde das verwendetet Lasersystem, das einen luftgekühlten Neodymdotierten Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAG)-Festkörperlaser mit einer Wellenlänge von 355 nm nutzt, parametrisiert. Das Erreichen der Bearbeitungsschwelle und die maximalen Spotgrößen bei verschiedenen Diodenströmen wurden untersucht. Anschließend wurde die Frequenz erhöht, dies führte zu geringeren Einzelpulsenergien und daher zu neuen Bearbeitungsschwellen bei den unterschiedlichen Diodenströmen. Die Variierung des Vorschubs führt zu einer Änderung der eingebrachten Energie pro Fläche und wirkt sich direkt auf die Sinterdauer aus. Als letztes wurde der Einfluss des Linienabstandes untersucht. Wenn der Linienabstand unterhalb des Wertes gehalten wird, ab dem eine streifenfreie Oberfläche entsteht, wirkt die Verkleinerung des Linienabstandes wie die Verringerung des Vorschubs. KW - Laser sintern KW - Titansubstrat KW - PEM-Elektrolyse KW - Anodenkatalysator Y1 - 2023 ER - TY - CHAP A1 - Rost, Ulrich A1 - Brodmann, Michael ED - Himmel, Jörg T1 - Neuartige Messvorrichtung basierend auf hydraulischer Verpressung zur Untersuchung von Brennstoffzellen- und Elektrolyseurkomponenten T2 - Kurzfassung der Beiträge zum IEEE Workshop 2014 Industrielle Messtechnik & Kraftfahrzeugsensorik, 28. März 2014. (Vortragsreihe der Hochschule Ruhr West ; 3) N2 - Um die Wasserstofftechnik in Zukunft wirtschaftlich und damit kommerziell am Markt verfügbar werden zu lassen, sind heute noch immer große Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen notwendig. Dabei erfordert die Entwicklung von optimierten Komponenten wie beispielsweise der Membran-Elektroden-Einheit (MEA – engl. Membrane Electrode Assembly) für Brennstoffzellen sowie Elektrolyseure reproduzierbare und homogene Prüfbedingungen. Für diesen Zweck ist ein Prüfsystem auf Basis eines von der Westfälischen Hochschule (WHS) patentierten modularen Stackkonzepts mit hydraulischer Verpressung entworfen und realisiert worden. Mit dem hier vorgestellten System ist es möglich, auf Einzelzellenbasis mehrere Proben zum gleichen Zeitpunkt unter identischen Umgebungsbedingungen auf ihre Charakteristik hin zu untersuchen. KW - Wasserstoffenergietechnik KW - Membran-Elektroden-Einheit KW - Elektrolyseure KW - Testsystem Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-7505 SN - 978-3-9814801-5-3 SP - 11 EP - 13 PB - Hochschule Ruhr West CY - Mülheim an der Ruhr ER - TY - THES A1 - Reusmann, Marlene Erika Rita T1 - Einfluss der Kohlenstofffaser-Graphitisierung und der Verankerung von lasergenerierten/galvanisch abgeschiedenen Elektrokatalysatoren auf die Haltbarkeit von Kohlevlies-Elektroden in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren N2 - Um grünen Wasserstoff effizient als Energieträger nutzen zu können, ist die Entwicklung von haltbaren und aktiven Katalysatorschichten für Brennstoffzellen und Elektrolyseuren von äußerster Wichtigkeit. Eine große Herausforderung ist, dass konventionelle C/Pt-Katalysatoren eine starke Korrosionsreaktion durchlaufen und mit hohen Kosten verknüpft sind. Weswegen alternative Kohlenstoffträger wie Kohlenstoffnanofaser-Materialien entwickelt wurden, welche eine längere Haltbarkeit aufweisen können. In dieser Arbeit wurde die Aufbringung von Pt- und Ir-Nanopartikeln auf gesponnene Kohlenstoffnanofaser-Vliese untersucht. Es wurden erstmals in einer Flüssigkeit laserablatierte Pt-Nanoartikel mit einem PAN-Vlies versponnen oder in einem zweiten Syntheseverfahren auf ein Vlies aufgesprüht. Diese Methoden wurden mit der gepulsten galvanischen Abscheidung von Pt auf einem PAN-Vlies verglichen. Die Vliese wurden bezüglich ihres Graphitisierungsgrades, ihrer Partikelverteilung und ihrer Beständigkeit untersucht, einschließlich des Einflusses der Karbonisierungstemperatur. Die Raman- und XRF-Messungen ergaben eine Erhöhung des Graphitisierungsgrades und eine Abnahme der PAN-Reste mit dem Anstieg der Karbonisierungstemperatur. Elektrochemische Messungen und REM-Aufnahmen bestätigten die erfolgreiche Synthese von langzeitstabilen CNF-Vliesen mit einer hohen massenspezifischen aktiven Platinoberfläche und einer guten Nanopartikelverteilung. Diese Ergebnisse tragen zur Entwicklung von ökologischen und ökonomischen Katalysatorschichten bei. KW - Graphitisierung KW - Elektrokatalysator KW - Kohlevlies KW - Brennstoffzellen Y1 - 2023 ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian T1 - RLT-Geräte für Anwendungenin städtischen Wärmeinseln JF - KKA Kälte Klima Aktuell N2 - Zentrale Raumlufttechnische Anlagen (RLT-Anlagen) sind für Betriebszeiten von fünfzehn und mehr Jahren konzipiert. Nicht selten werden die Geräte auch nach 25 Jahren Dank Retrofit weiterbetrieben. Unberücksichtigt bleibt dabei, ob die zukünftigen, klimatischen Bedingungen noch der Auslegung entsprechen. Zur Überprüfung der klimatischen Änderungen können sogenannte Testreferenzjahre (TRY – Test Reference Year) genutzt werden. Diese basieren für die heutige Auslegung auf den lokalen, stündlichen Wetterbedingungen im Bezugsjahr 2012 und zusätzlich auf modellbasierten Wetterdaten für das Bezugsjahr 2045. Das Zentralluftgerät einer Krankenhaus-Intensivstation wurde für die 15 Wetter¬stationen der VDI 4710, Blatt 3 in Deutschland auf die Leistungsanforderungen von heute und für das Jahr 2045 untersucht. Zusätzlich wurden für den Standort Berlin die aktuellen Wetteraufzeichnungen im Sommer 2020 betrachtet. Daraus lassen sich Rückschlüsse ziehen, wie sich städtische Wärmeinseln (UHI – Urban Heat Islands) zukünftig auf den Energie- und Leistungsbedarf zur Gebäudeklimatisierung auswirken werden. Die Auswirkungen auf die Wärme- und Kältespitzenleistung sowie der kumulierte Energiebedarf werden genauso analysiert wie der Befeuchtungsbedarf. Hieraus lassen sich die potenziellen Leistungsreserven abschätzen und die Klimaresilienz der Anlagentechnik bewerten. KW - RLT-Geräte, Klimawandel, Leistungsreserve Y1 - 2022 IS - H. 3 SP - 24 EP - 29 ER - TY - BOOK A1 - Fieberg, Christian T1 - BIM-Datenmanagement in Theorie und Praxis T3 - BIM Basics N2 - Die BIM-Methode basiert auf dem Austausch von Modellen und Objektdaten. Diese entwickeln sich im Laufe des Bauprojektes weiter und dienen vielen Beteiligten als Grundlage für die eigenen Aufgaben. Daher ist ein eindeutiges und verlässliches Datenmanagement die Basis für eine gelungene Zusammenarbeit. Die dabei erzeugten Daten gehen mittlerweile weit über 3D-Modelle hinaus. Welche Daten, in welcher Detailtiefe zu welchem Zeitpunkt und in welchem Format vorliegen sollen, ist Gegenstand dieses Buches. Die Modelle und Objektattribute werden vorgestellt und, wo es nötig ist, vertiefend beschrieben. Das dazugehörige Datenmanagement wird anschaulich erklärt. Abgerundet wird das Buch mit Tipps zur richtigen Softwareauswahl und einem Quiz zum Test des eigenen Wissenstand. Die zweite Auflage greift dabei aktuelle Entwicklungen (z. B. IFC4.3 und LOIN) auf und erläutert neue Anforderungen und Inhalte der BIM-Objekte. KW - Open BIM KW - Datenmanagement KW - Auftraggeber-Informationsanforderungen KW - BIM KW - BIM-Abwicklungsplan KW - Datenkommunikation KW - IFC-Format KW - Planung KW - Softwarelösung Y1 - 2026 SN - 978-3-910476-51-6 PB - bSD Verlag CY - Berlin ET - 2. überarbeitete Auflage ER - TY - CHAP A1 - Fieberg, Christian T1 - Energieeffizienz UND Hygiene in der Klimatechnik – Geht das überhaupt? T2 - Konferenz: 15. Fachsymposium Gebäudetechnik und Hygiene, 25.-26.10.2018 in Bad Brückenau N2 - Die Klimatisierung von Gebäuden gewinnt zunehmend an Bedeutung. Dies liegt zum einen an der Bauweise und Nutzung, die höhere Kühllasten mit sich bringt. Zum anderen fordern die Nutzer eine angemessene Behaglichkeit bei hoher Luftqualität. Diese Forderungen gehen einher mit hoher Energieeffizienz und einwandfreier Hygiene der Raum-lufttechnischen Anlagen. Dieser Beitrag untersucht diese Forderungen für Nichtwohngebäude und prüft, ob Hygiene und Energieeffizienz zu Zielkonflikten führen können. Der Mensch verbringt einen Großteil seiner Zeit in geschlossenen Räumen und erwartet, dass die Luftqualität mindestens der Außenluft entspricht. Mit Blick auf die aktuelle Feinstaubdebatte, muss die Raumluftqualität noch deutlich darüber hinaus gehen. Weiterhin soll der Aufenthalt am Arbeitsplatz nicht zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen (Reizung der Schleimhäute, trockene Augen oder virale Infektionen). Die Klimatisierung von Gebäuden benötigt einen nicht unerheblichen Teil der Primärenergie, so dass ein effizienter Anlagenbetrieb ein wichtiger Baustein der Energiewende ist. Dabei spielt die Nutzung von regenerativen Energien (Solarstrom zur Gebäudekühlung) genauso eine wichtige Rolle wie die Optimierung von Komponenten und deren Abstimmung zum „System Gebäudeklimatisierung“. Zur Einordnung der Themengebiete werden die relevanten Normen und Regelwerke auf europäischer und deutscher Ebene kurz vorgestellt und erläutert. Am Beispiel eines typischen RLT-Gerätes werden die Komponenten und Funktionen im Betrieb veranschaulicht. Die wichtigsten Komponenten (z. B. Filter, Wärmeübertrager, Befeuchter und Ventilatoren) werden mit Blick auf Hygiene und Energieeffizienz anschließend analysiert und verglichen. Die Vergleiche finden anhand von Fallbeispielen statt, wie sie für Nichtwohngebäude typisch sind. Zusammenfassend wird die Ausgangsfrage aus Sicht des Autors beantwortet. KW - Klimatechnik KW - Energieeffizienz KW - Hygiene Y1 - 2018 ER - TY - JOUR A1 - Klaßen, Lea A1 - Fieberg, Christian T1 - Planung und Bau von Reinräumen JF - cci Wissensportal N2 - Die Planung und der Bau von Reinräumen sind komplexe Vorgänge, die ein hohes Maß an logistischer und fachlicher Kompetenz erfordern. Insbesondere ist die stetige Steigerung der Reinheit bis zur Inbetriebnahme eine wesentliche Voraussetzung für den späteren bestimmungsgemäßen Betrieb. Die Regelwerke und hier insbesondere die VDI 2083 liefert klare Vorgaben für den Planungsablauf. Um die Umsetzung der Richtlinie in die Praxis jedoch einfacher und unmissverständlich zu gestalten, sollte ein dezidierter Qualitätsplan vor jedem Projektbeginn ausgearbeitet werden. Dieser soll in Abhängigkeit des Baufortschritts die Bau- und Schutzmaßnahmen koordinieren und klare Regeln für die am Bau Beteiligten festlegen. Um unvorhergesehene Fehler und deren Folgen zu minimieren bietet sich die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) als Bestandteil des Qualitätsplans an. Hierdurch werden mögliche Fehler beschrieben und die Risiken erfasst und vorsorglich minimiert. Die Risikoprioritätszahl (RPZ) ist dabei ein Maß für den möglichen Schaden. Die FMEA sorgt dafür, dass die festgelegten Maßnahmen mit hoher Wirksamkeit umgesetzt werden können. Die Erstellung der FMEA betrifft alle Gewerke beim Bau des Reinraums, daher sollten die Inhalte in gemeinsamen Besprechungen aller Verantwortlichen für jedes Bauvorhaben individuell erstellt werden. Dadurch ist zusätzlich das Bewusstsein zur Reinhaltung bei allen Gewerken gegeben. Der Bauleitung obliegt die durchgehende und verantwortungsbewusste Umsetzung des Qualitätsplans. KW - Qualitätsplan KW - Reinraumtechnik Y1 - 2018 ER - TY - JOUR A1 - Pavlovic, Sinisa A1 - Fieberg, Christian A1 - Geiersbach, Philipp T1 - TGA-Planung mit BIM-Objekten JF - Build-Ing. Die Plattform für Building Information Modeling N2 - Die BIM-Methode erfasst in Deutschland mittlerweile alle Gewerke im Bauhauptgewerbe. Für die TGA-Branche hat sich gezeigt, dass die Priorität der Produkthersteller auf der Bereitstellung der Geometriedaten liegt. Weiterführende Metadaten und Attribute (z. B. Material, Masse, Preise, Leistungsdaten) sind oftmals nur in reduzierter Form oder gar nicht vorhanden. An exemplarischen Beispielen von RLT-Reräten und Komponenten werden die geometrischen und semantischen Möglichkeiten beim IFC-Format untersucht. KW - IFC KW - Building Information Modeling KW - Haustechnik KW - Industry Foundation Classes KW - Technische Gebäudeausrüstung Y1 - 2019 UR - https://www.build-ing.de/fachartikel/detail/tga-planung-mit-bim-objekten/ SN - 2567-8361 IS - 6 SP - 36 EP - 41 ER - TY - JOUR A1 - Meyer, Tim A1 - Fieberg, Christian T1 - Einflussfaktoren auf die Kühllastberechnung für Bestandsgebäude JF - HLH. Lüftung, Klima, Heizung, Sanitär, Gebäudetechnik. Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure. Organ der VDI-Gesellschaft Technische Gebäudeausrüstung (VDI-TGA) N2 - Gebäude sind immer auch ein Ausdruck der Zeit, in der sie erbaut wurden. Oft bleiben sie sehr lange erhalten und erfahren über die Jahrzehnte mehrfache Nutzungsänderungen. Betroffen sind alte Produktionshallen ebenso wie Verwaltungsimmobilien. Die Gebäudehülle bleibt bei einer Umnutzung meist unangetastet. Aufgabe der Technischen Gebäudeausrüstung ist es dann, das Raumklima für die Nutzer unter den geänderten Bedingungen behaglich zu gestalten und die Aspekte der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit nicht aus den Augen zu verlieren. Insbesondere die Kühlung der Gebäude im Sommer steht aufgrund der steigenden internen Lasten und der solaren Gewinne durch große Glasfassaden im Vordergrund. KW - Kühllastberechnung KW - VDI 2078 Y1 - 2018 SN - 1436-5103 VL - 69 IS - 7-8 SP - 53 EP - 58 ER - TY - JOUR A1 - Pavlovic, Sinisa A1 - Fieberg, Christian A1 - Geiersbach, Philipp T1 - Die Intelligenz muss in das Projekt. BIM-Datenaustausch für RLT-Anlagen JF - HLH. Lüftung, Klima, Heizung, Sanitär, Gebäudetechnik N2 - Building Information Modeling (BIM) wird im Bauwesen immer stärker gefordert. Der vorliegende Artikel befasst sich mit dem Datenaustausch für die TGA. Am Beispiel eines RLT-Gerätes werden der Detaillierungsgrad und der Datenaufbau mit IFC erläutert. Insbesondere zeigt sich hierbei, dass der Datenimport aufgrund fehlender Standards und Definitionen mit Datenverlust einhergeht. Damit ergibt sich ein Auftrag an die Softwareunternehmen hier für eindeutige Standards zu sorgen. KW - Raumlufttechnisches Gerät KW - Building Information Modeling KW - Klimatechnik KW - Industry Foundation Classes Y1 - 2019 SN - 1436-5103 VL - 70 IS - 10 SP - 56 EP - 59 ER - TY - CHAP A1 - Fieberg, Christian ED - Großmann, Uwe ED - Kunold, Ingo ED - Engels, Christoph T1 - Building Information Model für Bauherren und Betreiber T2 - Smart Energy 2018. Vom Smart Home bis zur Smart City – Aspekte der Digitalisierung N2 - Building Information Modeling, kurz BIM, wird als revolutionäre Methode gepriesen, die der Baubranche helfen soll, effizienter und kostengünstiger zu bauen. Gerne wird hierbei der Vergleich mit der Einführung von CAD-Systemen in den 1990er Jahren herangezogen, der jedoch zu kurz greift. BIM ist vielmehr als der Wechsel vom Tuschestift hin zur Computermaus. Dieser Beitrag gibt einen kurzen Einblick in das Thema BIM und den heutigen Stand in Deutschland. Hierbei soll insbesondere die Sicht der Bauherren und Betreiber berücksichtigt werden, da diese in den meisten Betrachtungen nur oberflächlich gesteift werden. KW - Building Information Modeling Y1 - 2018 SN - 978-3-86488-144-2 SP - 107 EP - 116 PB - Hülsbusch CY - Glückstadt ER - TY - BOOK A1 - Fieberg, Christian T1 - BIM-Datenmanagement in Theorie und Praxis N2 - BIM-Daten sind vielfältig und entstehen an unterschiedlichen Zeitpunkten im Bauprojekt. Das Verständnis und der Umgang mit diesen Daten sind wesentliche Merkmale der BIM-Methodik. Für den Anwender ist dabei nicht immer sofort klar, wie und in welcher Detailtiefe Bauwerksinformationen – über die reine Geometrie hinaus – bereitgestellt werden müssen. In diesem Buch werden die Modelle und Formate vor- gestellt. Dabei werden insbesondere die Attribute und Eigenschaften der BIM-Objekte betrachtet. Die Nutzung der Daten und das dazugehörige Datenmanagement werden anschaulich erklärt. Praktische Tipps zur richtigen Softwareauswahl schließen das Buch ab. KW - BIM KW - Datenmanagement KW - BIM Y1 - 2022 SN - 978-3-948742-75-1 PB - bSD Verlag CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian A1 - Meyer, Tim T1 - Analyse der Lastarten bei der Kühllastberechnung von bestehenden Gebäuden JF - KI - Kälte, Luft, Klimatechnik. Die Brücke zwischen Wissenschaft und Praxis N2 - Die Neuberechnung der Kühllast von Gebäuden im Bestand wird immer dann nötig, wenn sich größere Nutzungsänderungen ergeben. Dabei ist die Datenlagen zur Bausubstanz und dem Aufbau der Umschließungsflächen meist unzureichend für die Eingabe in die Berechnungsalgorithmen nach VDI 2078:2015-06. Der Artikel analysiert an einem denkmalgeschützten Verwaltungsgebäude die wichtigsten Einflussfaktoren auf die Kühllast. Dabei wir auch ein Vergleich zur lange gültigen Vorgängerrichtline von 1996 durchgeführt. KW - Kühllastberechnung KW - VDI 2078 Y1 - 2018 SN - 1865-5432 VL - 54 IS - 8/9 SP - 44 EP - 48 ER - TY - JOUR A1 - Meyer, Tim A1 - Fieberg, Christian T1 - Einflussfaktoren auf die Kühllastberechnung. Eine Untersuchung für Bestandsgebäude JF - TAB - Das Fachmedium der TGA-Branche N2 - Am Beispiel eines rund 100 Jahre alten Verwaltungsgebäudes wird gezeigt, wie eine dynamischen Kühllastberechnung eine exakte Voraussage der zu erwartenden Spitzenlasten ermöglicht. Darauf basierend kann dann eine individuelle RLT-Anlagentechnik installiert wird. Die Auslegung erfolgt mit zwei Versionen der VDI 2078. Die Ergebnisse werden miteinander verglichen. KW - Kühllastberechnung KW - VDI 2078 Y1 - 2018 SN - 0341-2032 VL - 49 IS - 7/8 SP - 60 EP - 65 ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian A1 - Meyer, Tim T1 - Einflussfaktoren auf die Kühllastberechnung. Eine Untersuchung für Bestandsgebäude JF - Kälte, Klima aktuell (KKA). Fachmagazin für Kälte- und Klimatechnik N2 - Am Beispiel eines rund 100 Jahre alten Verwaltungsgebäudes wird gezeigt, wie eine dynamische Kühllastberechnung eine exakte Voraussage der zu erwartenden Spitzenlasten ermöglicht. Darauf basierend kann dann eine individuelle RLT-Anlagentechnik installiert werden. Die Auslegung erfolgt mit zwei Versionen der VDI 2078. Die Ergebnisse werden miteinander verglichen. KW - Kühllastberechnung Y1 - 2018 SN - 0722-4605 VL - 37 IS - 4 SP - 32 EP - 37 ER - TY - CHAP A1 - Fieberg, Christian T1 - (Partielle) Ähnlichkeit bei Skalierten Raumluftströmungen T2 - Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Mischvorgänge, Trocknungstechnik und Wärme- und Stoffübertragung, 18.-20. März 2019 in Essen N2 - Menschen verbringen einen großen Teil ihrer Zeit in Innenräumen. Um dafür die notwendige thermische Behaglichkeit zu gewährleisten, müssen schon bei der Nutzungsplanung die Temperaturen und Luftbewegungen im Raum vorhergesagt werden können. Bei anderen Anwendungen wiederum sind diese Größen relevant für die Prozesssicherheit (z. B. Labore, Operationssaal). Die Vorhersagen erfolgen zum Beispiel durch Strömungssimulationen oder an sogenannten Mock Up Räumen, die eine 1:1 Nachbildung des relevanten Raums darstellen. Bei größeren Räumen wie z. B. Konzertsälen steigt der Aufwand erheblich an. Eine auf den ersten Blick vergleichsweise einfache Lösung ergibt sich durch Untersuchungen an skalierten Modellräumen. Allerdings ist hier die Ähnlichkeit zwischen Modell und Realausführung bei nicht-isothermen Strömungen nicht gegeben. Die dimensionslosen Kenngrößen Reynolds Zahl Re und Archimedes Zahl Ar sind nicht identisch, da sie mit unterschiedlichen Exponenten bei der charakteristischen Länge skalieren, so dass sie durch die Wahl eines anderen Mediums oder Anpassung der Temperaturen nicht hinreichend kompensiert werden können. Im Labor für Klimatechnik an der Westfälischen Hochschule sollen mit Hilfe von experimentellen Modelluntersuchungen und dem Vergleich mit der Realausführung Erkenntnisse gewonnen werden, in wie weit ein Kompromiss aus Ähnlichkeit und Genauigkeit gefunden werden kann, um technisch relevante Fragestellungen am Modell zu beantworten. Die Leitfragen dabei sind: - Wie lassen sich Modellergebnisse auf reale Raumluftströmungen übertragen? - Unter welchen Bedingungen ist die Ähnlichkeit zwischen Modell und Realausführung noch gegeben? - Wie sehen Leitlinien für die praktische Anwendung der Ähnlichkeitsgesetze aus? Ein Büroraum mit unterschiedlichen Luftführungsvarianten und thermischen Lasten stellt dabei die Realausführung dar. Das Modell ist im Maßstab 1:5 herunterskaliert. KW - Skalierung KW - Ähnlichkeitstheorie KW - Raumluftströmung Y1 - 2019 UR - https://www.w-hs.de/fileadmin/public/user_upload/Koop-Kaffee_2019_InternetTeil10.pdf ER - TY - JOUR A1 - Klaßen, Lea A1 - Fieberg, Christian T1 - Nachgefragt - Neue Definition eines Qualitätsplans für Reinräume JF - CCI-Zeitung. Führende Fachzeitung für die Lüftung-, Klima-, Kältebranche, eine Publikation der CCI Dialog GmbH N2 - Zur Planung und zum Bau von Reinräumen gibt es zwei Normen (VDI 2083 „Reinraumtechnik“ und ISO 14644 „Reinräume und zugehörige Reinraumbereiche“). Beide Normen fordern einen Qualitätsplan, der aber nicht eindeutig definiert ist. In der Praxis bedeutet dies, dass sich die ausführenden Planer und Gewerke nicht auf eine allgemein gültige Norm für einen Qualitätsplan verlassen können. Genau an dieser Stelle setzt eine Masterarbeit an und definiert einen möglichen Qualitätsplan mit Zwischenzielen und den dafür erforderlichen Maßnahmen. Unter anderem wird zur Sicherstellung der einzelnen Baufortschritte und zur Einhaltung des Reinraumkonzepts die Methodik der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) eingeführt. Diese Methodik wird bereits in der Automobilindustrie angewendet und umfasst unter anderem auch die sogenannte Risikoprioritätszahl (RPZ), die das Gesamtrisiko eines möglichen Fehlers in Planung und Bau beziffert. cci Zeitung hat bei Prof. Christian Fieberg, seit März 2017 Professor für Gebäudetechnik, und M. Sc. Lea Klaßen, Verfasserin der Masterarbeit, beide Westfälische Hochschule Gelsenkirchen, zu diesem Thema nachgefragt. KW - Qualitätsplan KW - Reinraumtechnik Y1 - 2018 SN - 1863-3447 SP - 17 EP - 18 ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian T1 - Ohne Weiterbildung kein BIM-Einstieg. Einbinden von TGA-Unternehmen in BIM JF - TGA-Fachplaner. Das Magazin für die technische Gebäudeausrüstung N2 - In vielen TGA-Büros werden bereits heute mehr oder weniger unbewusst wichtige Vorteile der BIM-Methode genutzt, als „Little BIM“ oder Büro-intern als „Big BIM“ bzw. „Closed-BIM“. Große Potenziale von BIM lassen sich aber erst erschließen, wenn alle relevanten Akteure für die Planung, Errichtung und den Betrieb Software übergreifend an und mit einem gemeinsamen Datenmodell arbeiten (Open BIM). Der TGA kommt beim BIM eine Schlüsselrolle zu, muss dafür aber viel früher als bisher in die Gebäudeplanung einbezogen werden. Eine große Herausforderung für die Verbreitung von BIM ist die digitale Transformation der kleinteiligen TGA-Branche in den Segmenten Planung und Installation. Ein wichtiger Schritt dafür ist eine zielgerichtete Weiterbildung, um den individuellen Schulungs- und Investitionsbedarf zu ermitteln. KW - BIM Weiterbildung Y1 - 2019 SN - 1610-5656 IS - 3 SP - 36 EP - 38 ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian A1 - Demmelhuber, Dominik T1 - Einfluss des Klimawandels auf die Auslegung von RLT-Geräten JF - KI - Kälte, Luft, Klimatechnik. Ingenieurwissen in Forschung und Praxis N2 - RLT-Geräte werden meist auf eine Lebensdauer von 15 Jahren ausgelegt. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass viele Anlagen mehr oder weniger unverändert bis zu 25 Jahren betrieben werden. Damit müssen aktuell projektierte RLT-Anlagen auch bei dem erwarteten Klimawandel die gewünschten Zuluftparameter (Temperatur und Luftfeuchte) einhalten. Der Artikel untersjucht den einfluss des Klimawandels für Deutschland bezogen auf die Klimatisierung einer exemplarischen Krankenhausintensivstation. KW - Klimawandel KW - Klimaänderung KW - Deutschlandwetter KW - RLT-Auslegung Y1 - 2019 SN - 0945-0459 VL - 55 IS - Oktober SP - 45 EP - 49 ER - TY - JOUR A1 - Klaßen, Lea A1 - Fieberg, Christian T1 - Zielführende Planung von Reinräumen JF - HLH - Lüftung, Klima, Heizung, Sanitär, Gebäudetechnik N2 - Der zuverlässige und sichere Betrieb eines Reinraums hängt maßgeblich von der Planung ab. DIN EN ISO 14644, Teil 4, und VDI 2083, Blatt 4 legen zahlreiche Vorgaben zur Planung, Ausführung und Erst-Inbetriebnahme fest. Der „rote Faden“ ist dabei der Qualitätsplan. Dieser soll sicherstellen, dass bei der Planung und dem Bau des Reinraums die nachfolgende Qualifizierung erfolgreich durchgeführt werden kann. Die Vorgaben hierzu sind in den beiden Regelwerken allerdings unzusammenhängend und bei der praktischen Umsetzung und Abstimmung der einzelnen Gewerke meist nicht ausreichend. KW - Qualitätsplan KW - Reinraumtechnik Y1 - 2018 SN - 1436-5103 VL - 69 IS - 11 SP - 38 EP - 42 ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian T1 - Besondere Herausforderung: Weiterbildung. BIM: Einbinden von kleinen und mittelgroßen TGA-Büros JF - Autocad- & Inventor-Magazin. Konstruktion, Mechanik, Anlagenbau, Architektur, Bau, GIS, Infrastruktur, Software, Hardware, Dienstleistung, Werkstoffe, Komponenten N2 - Die Digitale Transformation im Bauwesen heißt Building Information Modeling, kurz BIM. Damit die zahlreichen kleinen und mittelständischen Ingenieur- und Planungsbüros hier mithalten können, müssen passende Weiterbildungs- und Einführungskonzepte für BIM geschaffen werden. Der Artikel untersucht die Herausforderungen und Hemmnisse dafür in Deutschland. KW - TGA-Büro KW - Building Information Modeling Y1 - 2019 SN - 0934-1749 VL - 32 IS - 1 SP - 38 EP - 39 ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian A1 - Demmelhuber, Dominik T1 - RLT-Geräte zukunftssicher auslegen JF - cci Wissensportal N2 - Der prognostizierte Klimawandel erfordert bereits für die heutige Auslegung von RLT-Geräten eine Berücksichtigung der zukünftigen Wetterdaten in Form von Testreferenzjahren(TRY). Am Beispiel einer Intensivstation eines Krankenhauses werden für alle 15 Klimaregionen in Deutschland die Unterschiede der Heiz- & Kühlleistung sowie der Betriebsstunden analysiert. KW - Deutschlandwetter KW - Klimaänderung Y1 - 2019 UR - https://www.cci-dialog.de/wissensportal/technikwissen/raumlufttechnik/luekk_rlt-geraete_zukunftssicher_auslegen_cci_wissensportal.html SP - 1 EP - 2 ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian T1 - BIM in Lehre und Praxis JF - Integrale Planung. ∫. Nachhaltiges Bauen - energieeffizientes Handeln N2 - Die Politik will den Einsatz von Building Information Modeling (BIM) in Deutschland vorantreiben. Wo liegen Schwierigkeiten für die praktische Umsetzung? Was sollte konkret beachtet werden? KW - Building Information Modeling KW - Lehre KW - Praxis Y1 - 2019 UR - https://www.integrale-planung.net/bim-in-lehre-und-praxis_14545?p=1 ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian A1 - Redder, Christian T1 - Sensitivity analysis of SARS-CoV-2 aerosol exposure. Sensitivitätsanalyse von SARS-CoV-2 Aerosol-Expositionen JF - GMS Hygiene and Infection Control N2 - As vaccination campaigns are in progress in most countries, hopes to win back more normality are rising. However, the exact path from a pandemic to an endemic virus remains uncertain. While in the pre-vaccination phase many critical indoor situations were avoided by strict control measures, for the transition phase a certain mitigation of the effect of indoor situations seems advisable. To better understand the mechanisms of indoor airborne transmissions, we present a new time-discrete model to calculate the level of exposure towards infectious SARS-CoV-2 aerosol and carry out a sensitivity analysis for the level of SARS-CoV-2 aerosol exposure in indoor settings. Time limitations and the use of any kind of masks were found to be strong mitigation measures, while how far the effort for a strict use of professional face pieces instead of simple masks can be justified by the additional reduction of the exposure dose remains unclear. Very good ventilation of indoor spaces is mandatory. The definition of sufficient ventilation in regard to airborne SARS-CoV-2 transmission follows other rules than the standards in ventilation design. This means that especially smaller rooms most likely require a significantly greater fresh air supply than usual. Further research on 50% group models in schools is suggested. The benefits of a model in which the students come to school every day, but for a limited time, should be investigated. In terms of window ventilation, it has been found that many short opening periods are not only thermally beneficial, they also reduce the exposure dose. The fresh air supply is driven by the temperature gradient and wind speed. However, the sensitivity towards these parameters is not very high and in times of low wind and temperature gradients, there are no arguments against keep windows open in order to make up for the reduced air flow rate. Long total opening periods and large window surfaces will strongly reduce the exposure. Additionally, the results underline the expectable fact that exposure doses will increase when hygiene and control measures are reduced. It seems advisable to investigate what this means for the infection rate and the fatality of infections in populations with partial immunity. Very basic considerations suggest that the value of aerosol reduction measures may be reduced with very infectious variants such as delta. N2 - In vielen Ländern schreiten die Impfkampagnen voran und die Hoffnungen auf eine Rückkehr zu mehr Normalität steigen. Trotzdem bleibt die Entwicklung von SARS-CoV-2 von einem pandemischen hin zu einem endemischen Virus weiter ungewiss. Während vor Beginn der Impfkampagnen viele kritische Situationen durch strickte Maßnahmen unterbunden wurden, scheinen in der Übergangsphase zumindest in Innenräumen abhelfende Maßnahmen angezeigt. Um die Mechanismen der Aerosolübertragung in Innenräumen besser zu verstehen, wird ein zeitdiskretes Modell zur Berechnung der Aerosol Exposition vorgestellt. Mit Hilfe des Modells wurde eine Sensitivitätsanalyse der Exposition in Innenräumen durchgeführt. Gesichtsmasken und eine zeitliche Limitierung von Ereignissen wurden als starke Kontrollmaßnahmen identifiziert. Ob der zusätzliche Aufwand eines obligatorischen Einsatzes von professionellen Masken in Alltagssituationen den Mehraufwand rechtfertigt, konnte nicht geklärt werden. Eine ausreichende Belüftung von Innenräumen ist zwingend notwendig. Die Definition einer ausreichenden Belüftung folgt in Hinblick auf SARS-CoV-2 Aerosol Infektionen jedoch anderen Regeln als sie sonst bei der Auslegung von Lüftungsanlagen angewendet werden. Das führt dazu, dass insbesondere kleine Räume unter Umständen eine signifikant höhere Frischluftzufuhr als sonst benötigen. Weitere Untersuchungen des Wechselunterrichts an Schulen werden vorgeschlagen. Die Vorteile eines Wechselmodells, bei dem beide Gruppen täglich aber für limitierte Zeit zum Unterricht kommen, sollten untersucht werden. Im Falle einer Fensterlüftung sind viele kurze Intervalle wenigen langen nicht nur aus thermischen Gründen vorzuziehen, sie reduzieren auch die Aerosolexposition. Die Frischluftzufuhr über Fenster wird von Wind und Temperaturunterschied angetrieben. Trotzdem ist die Sensitivität gegenüber diesen Parametern nicht extrem ausgeprägt. In Zeiten von schwachem Wind und geringen Temperaturunterschieden spricht nichts gegen eine dauerhafte Öffnung der Fenster. Lange Öffnungsperioden sowie große Fensterflächen führen jeweils zu einer starken Reduktion der Aerosolbelastung. Die Ergebnisse lassen erwartungsgemäß den Schluss zu, dass die Expositionsdosen zunehmen werden, wenn Kontroll- und Hygienemaßnahmen in der Breite reduziert werden. Welche Folgen das in einer Bevölkerung mit partieller Immunität hat, sollte weiter untersucht werden. Auf Basis rudimentärer Betrachtungen kann man, zumindest für moderate Aerosolreduktionsmaßnahmen, eine leichte Tendenz erkennen, dass die relative Wirkung solcher Maßnahmen bei der Verhinderung von Infektionen, für deutlich ansteckendere Varianten (wie z.B. Delta) etwas reduziert ist. KW - airborne infection KW - Aerosol KW - SARS-CoV-2 KW - Lüftungsanlage KW - Mund-Nasen-Schutz KW - aerosol KW - SARS-CoV-2 KW - ventilation KW - face mask KW - air hygiene Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.3205/dgkh000399 SN - 2196-5226 VL - 16 IS - Oktober SP - Artikelnr. 28 ER - TY - CHAP A1 - Fieberg, Christian A1 - Demmelhuber, Dominik ED - Boerstra, Atze T1 - Impact of Climate Changes on the Current Design of Air Handling Units T2 - Proceedings CLIMA 2022: The 14th REHVA HVAC World Congress N2 - Air Handling units (AHU) are designed to guarantee a high indoor air quality for any time and outdoor condition all over the year. To do so, the AHU removes particle matter like dust or pollen and adapts the thermophysical properties of air to the desired, seasonal indoor comfort conditions. AHU have a robust design and thus operate for more than fifteen years, sometimes even for decades. An AHU designed today must consider and anticipate the change of user needs as well as outdoor air conditions for the next twenty years. To anticipate the outdoor air condition of coming decades, scientific models exist, which allow the design of peak performance and capacities of the air treatment components. It is most likely, that the ongoing climate change will lead to higher temperatures as well as higher humidity, while the comfort zone of human beings will remain at today’s values. Next to the impact of global warming with average rise of mean air temperature local effects will influence the operation of AHU. On effect investigated here is the steep temperature increase in city centres called urban heat islands. Heating and cooling capacities as well as water consumption for humidification are investigated for a reference AHU for fifteen regional locations in Germany. These regions represent all climate zones within the country. Additionally, the urban heat island effect was investigated for Berlin Alexanderplatz compared a rural area close by. The AHU was chosen to operate in an intensive care unit of a hospital. The set-up leads to 24/7 operation with 8760 hours per year. The article presents the modelling of current and future weather data as well as the unit set up. The calculated hourly performance and capacity parameters for current (reference year 2012) and future weather data (reference year 2045) yield energy consumption and peak loads of the unit for heating, cooling and humidification. The results are displayed by relative comparisons of each performance value. KW - Air handling unit KW - Climate change KW - Urban heat island KW - Future capacity needs Y1 - 2022 SN - 978-94-6366-564-3 SP - 1 EP - 7 PB - TU Delft CY - Delft ER - TY - CHAP A1 - Fieberg, Christian T1 - Zukunftssichere Auslegung von RLT-Geräten im Zeichen des Klimawandels T2 - Konferenz: Deutsche Kälte‐ und Klimatagung 2021, 17.-19. November 2021 in Dresden N2 - Alle Maßnahmen der Technischen Gebäudeausrüstung sollten daran gemessen werden, den Primär-energieverbrauch so gering wie möglich zu halten, dabei aber auch die geforderten Raumzustände während der Gebäude- und Anlagennutzung sicherzustellen. Heute geplante Gebäude und deren RLT-Anlagen werden mit großer Wahrscheinlichkeit auch noch in 15 bis 20 Jahren in Betrieb sein, so dass lokale Klimaänderungen heute bereits mitgedacht und –geplant werden sollten. Die Testreferenzjahre des Deutschen Wetterdienstes bieten diese Möglichkeit mit lokalen Wetterdaten für die Bezugsjahre 2015 und 2045. Am Beispiel eines Zentralluftgerätes einer Krankenhaus-Intensivstation wurde für die 15 Wetter¬stationen der VDI 4710, Blatt 3 in Deutschland untersucht, wie sich die Leistungsanforderungen von heute zum Jahr 2045 hin ändern werden und welche Konsequenzen sich daraus für die Planung ableiten lassen. Hierbei werden die Leistungen, Energieverbräuche und Betriebszeiten der einzelnen RLT-Komponenten analysiert und verglichen. Darüber hinaus wurde erstmalig ein „Deutschlandwetter“ auf Basis der Regionen berechnet. Dieser Ansatz liefert die stündlichen Witterungsverhältnisse für das Bundesgebiet. Wenn diese Methode auf die tatsächlichen Wetterdaten der zurückliegenden Jahre angewandt wird, kann damit analog zum Wind- und Solarindex ein Heiz- bzw. Kühlindex beschrieben werden. Damit lassen sich Modellierungsansätze zur Beschreibung der Energiewende im Gebäudesektor deutlich verbessern. KW - RLT-Geräte KW - Klimaänderung KW - Klimawandel KW - Leistungsreserve Y1 - 2021 ER - TY - CHAP A1 - Fieberg, Christian A1 - Vöckel, Luca ED - Neumann, Holger T1 - Betrieb von Wärmepumpen in der Gebäudetechnik T2 - DKV Tagungsbericht 2023 N2 - Aufgrund der Energiewende und den steigenden Anforderungen an die technische Gebäudeausrüstung gewinnt der Betrieb von Wärmepumpen in Gebäuden immer mehr an Bedeutung. Inzwischen existiert eine Vielzahl an Wärmepumpen-Systemen, die unterschiedliche Vor- und Nachteile sowie Einsatzmöglichkeiten aufweisen. Sofern die Installation einer Wärmepumpe für den Wohngebäudesektor in Betracht gezogen wird, muss eruiert werden, welches System sowohl ökologisch als auch ökonomisch für das Bauvorhaben am sinnvollsten ist. Hierfür wurde eine Bewertungstool entwickelt, das den Einsatz der unterschiedlichen Wärmepumpensysteme bewertet und auch Nutzern mit wenig Expertise eine Entscheidungshilfe ermöglicht. Für eine möglichst ganzheitliche Betrachtung können verschiedene Szenarien mit Hilfe des Bewertungstools überprüft werden. Hierzu können Indikatoren wie Standortdaten, Gebäudedaten, Parameter für die Trinkwassererwärmung, die Systemtemperaturen der Heizung und die Betriebsweise der Wärmepumpe im Tool variiert werden. Die Ergebnisse des Bewertungstools zeigen, wie die unterschiedlichen Nutzungsanforderungen sich auf die Jahresarbeitszahl und den Energiebedarf auswirken. Zusätzlich werden Investitions- und Verbrauchskosten für die unterschiedlichen Szenarien abgeschätzt und berechnet. Bei der ökologischen Bewertung wird der Fokus der Betrachtung auf den TEWI-Wert gelegt, um den Einfluss von verschiedener Kältemittel im Lebenszyklus der Wärmepumpe zu berücksichtigen. KW - Wärmepumpen KW - VDI 4645 KW - Jahresarbeitszahl KW - Wärmewende KW - Bewertungstool Y1 - 2023 PB - DKV Tagungsband CY - Hannover ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian T1 - Raumluftreiniger richtig auswählen. Im Kampf gegen die Virenlast „Schnellschüsse“ vermeiden JF - Die Kälte & Klimatechnik (KK). Offizielles Organ des Bundesinnungsverbandes des Deutschen Kälteanlagenbauerhandwerks N2 - Das neuartige Coronavirus SARS-COV-2 wird insbesondere in Innenräumen übertragen. Dabei spielen Aerosole, also kleinste Schwebeteilchen, eine wichtige Rolle. Der längere Aufenthalt in Räumen begünstigt die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung auch über eine Distanz von mehr als 1,5 m. Eine Möglichkeit, um die Schwebeteilchen aus der Raumluft zu entfernen sind Raumluftreiniger. Diese gibt es in verschiedenen Ausführungen und Funktionsprinzipien. Das vorliegende Dokument soll dabei helfen den richtigen Gerätetyp für die jeweilige Anwendung zu finden. Dabei geht es zum einen um große Räume hoher Belegungsdichte (z. B. Schulklassen), zum anderen um Restaurants und Freizeitstätten im öffentlichen Raum. Zu guter Letzt kann der Einsatz dieser Geräte auch im privaten Umfeld sinnvoll sein. Für alle Geräte gilt: Sie unterstützen die Vermeidung von hohen Virenkonzentrationen im Raum. Das ist jedoch kein Ersatz zum regelmäßigen Lüften und der Zufuhr von „frischer Luft“ und damit mehr Sauerstoff für den Raum. KW - Raumluftreiniger KW - Raumluft Y1 - 2021 SN - 0343-2246 VL - 74 IS - 3 SP - 46 EP - 49 ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian A1 - Plöcks, Alina A1 - Redder, Christian T1 - Wirksamkeit von mobilen Raumluftreinigern in Abhängigkeit der Aufstellbedingungen JF - HLH. Lüftung, Klima, Heizung, Sanitär, Gebäudetechnik. Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure N2 - Im zweiten Corona-Winter sollen die Schulen offenbleiben. Neben Fenster- und mechanischer Lüftung werden mobile Raumluftreiniger als sinnvolle Maßnahmen angesehen, um das Infektionsrisiko zu reduzieren. Dabei stellt sich die Frage, wie deren sicherer und zuverlässiger Betrieb gestalten sein muss. Gibt es bevorzugte Aufstellpositionen im Raum und wie wirkt sich die Luftbewegung auf die Behaglichkeit aus? Die Datenlage hierzu ist noch unzureichend (vgl. HLH-Interview mit Dr. Gommel, HLH 10/2021). Diese Fragen werden für einen typischen Seminar- und Klassenraum näher beleuchtet. KW - mobile Luftreiniger Y1 - 2022 SN - 1436-5103 VL - 73 IS - 1-2 SP - 46 EP - 52 ER - TY - JOUR A1 - Fieberg, Christian A1 - Meier-Reichenberg, Matthias T1 - Nachhaltigkeit von intelligenten Gebäuden - Ein Blick auf die Gesetzgebungen und Praxismöglichkeiten JF - Klimajournal : Fachmagazin für bessere Raumluftqualität und behagliches Gebäudeklima N2 - Gebäude sind durch ihre Herstellung und den Betrieb für einen erheblichen Teil der CO2-Emissionen in Europa verantwortlich. Die EU und Deutschland wollen durch milliardenschwere Maßnahmenpakete diese Emissionen bis zum Jahr 2045 (Deutschland) bzw. 2050 (EU) auf null reduzieren. Neben der Gebäudehülle als maßgeblicher Faktor für die Wärmebilanz zum Heizen und Kühlen spielt die Gebäudeautomation eine wichtige Rolle. Wie Gebäude intelligenter und smarter werden und wie sich das auf die Energieeffizienz auswirkt, soll im Folgenden betrachtet werden. KW - Nachhaltigkeit KW - GEG KW - intelligente Gebäude Y1 - 2023 IS - September 2023 SP - 30 EP - 33 ER - TY - CHAP A1 - Fieberg, Christian ED - Casties, Manfred ED - Boiting, Bernd T1 - Building Information Modeling (BIM) BT - Band 2: Anwendungen T2 - Handbuch der Klimatechnik Y1 - 2024 SN - 978-3-8007-5859-3 SP - 763 EP - 778 PB - VDE Verlag GmbH CY - Berlin, Offenbach ER - TY - BOOK A1 - Arndt, Helmut A1 - Bontrup, Heinz-Josef A1 - Gabsch, Philipp ED - Arndt, Helmut T1 - Evolutorische Wirtschaftstheorie Y1 - 1992 SN - 978-3-428-15709-9 PB - Duncker & Humblot CY - Berlin ET - 3. ergänzte Aufl. 2021 mit einem Vorwort und einer Einführung von Heinz-J. Bontrup ER - TY - RPRT A1 - Löffler, Markus Jan ED - Direktorium des Westfälischen Energieinstituts, T1 - Dynamische Stromtarife zur Regelung der EE-Versorgung - Eine Analyse am Beispiel des Stromverbrauchs im Jahr 2024 N2 - Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkungen dynamischer Stromtarife auf das Stromverbrauchsverhalten und die Gesamtstromkosten in Deutschland im Jahr 2024. Gemäß §41 EnWG sollen dynamische Stromtarife den Stromverbrauch an das wetterabhängige Angebot erneuerbarer Energien (EE) anpassen. Die Studie analysiert 243 Szenarien eines preisgesteuerten Stromverbrauchs, wobei verschiedene Parameter wie das EE-Stromangebot, der minimale Strombörsenpreis und die Verschiebungsperiode des Stromverbrauchs variiert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass eine kostenoptimierende Anpassung des Stromverbrauchs nur mit zusätzlichen Kurzzeitspeichern umsetzbar ist, um inakzeptable Verwerfungen im Tagesablauf der Stromverbraucher zu vermeiden. Die Berechnungen verdeutlichen, dass dynamische Stromtarife unter den Bedingungen des Jahres 2024 keine wesentlichen systemischen Vorteile bieten und erhebliche technische und finanzielle Zusatzaufwände erfordern. Die Studie schließt mit der Feststellung, dass die Einführung dynamischer Stromtarife neue Geschäftsmodelle und psychologische Effekte auf die Verbraucher haben könnte, jedoch auch eine neue Form der Stromrationierung darstellt. T3 - Schriftenreihe des Westfälischen Energieinstituts - 1 KW - Dynamische Stromtarife KW - Erneuerbare Energien KW - Stromverbrauchsverhalten KW - Kostenoptimierung KW - Kurzzeitspeicher KW - Stromrationierung Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-48094 SN - 3053-3007 (eISSN) ER - TY - JOUR A1 - Westers, Daniel A1 - Nierhoff, Thomas A1 - Schneider, Andreas ED - Direktorium des Westfälischen Energieinstituts, T1 - Degradationsanalyse von Photovoltaikmodulen – Eine Langzeitstudie an der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen N2 - Photovoltaikmodule unterliegen im Betrieb verschiedenen Degradationsmechanismen, die zu Leistungsverlusten führen. Diese Studie[1] untersucht die tatsächliche Degradation ausgewählter Solarmodule der Photovoltaikanlage an der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen über einen Zeitraum von bis zu 23 Jahren[2]. Ziel ist es, die Langzeitstabilität verschiedener Modultechnologien unter realen Betriebsbedingungen zu evaluieren und Aussagen über die Qualität der Degradation zu treffen. Die Untersuchung umfasst PV-Installationen mit kristallinen Modulen (mono- und polykristallin), Dünnschichtmodulen (amorphes und mikrokristallines Silizium) sowie innovativen Heterojunction-Modulen (Sanyo HIT). Nach Auswertung der Ertragsdaten und Performance Ratio wurden zehn Module aus den einzelnen Anlagen selektiert und im Solarlabor mittels Sonnensimulator unter Standard-Testbedingungen (STC) vermessen. Ergänzende Elektrolumineszenz- und Thermographie-Analysen ermöglichten die Identifikation von Mikrodefekten, Zellrissen und Hot-Spots. Die Ergebnisse bezogen auf die Laborleistungsmessung zeigen Degradationsraten zwischen 0,16% und 0,65% pro Jahr, abhängig von der Modultechnologie. Polykristalline PeakonP-Module weisen durchschnittliche Verluste von 0,53% jährlich auf. Monokristalline Solon Black 230 Module zeigen geringere Degradation (0,37% p.a.), während rückseitenkontaktierte Solon Black 280 Module geringe Werte erreichen (0,16% p.a.). Heterojunction-Module (Sanyo HIT) zeigen eine Degradation von 0,64% p.a. Die Hauptdegradationsursachen sind lichtinduzierte Degradation (LID), potentialinduzierte Degradation (PID), Zellrisse und Delaminationen. Die meisten Module erfüllen oder übertreffen die Herstellergarantien von 90% nach 10 Jahren. [1] Die in diesem Beitrag präsentierten Ergebnisse basieren auf der Bachelorarbeit von Daniel Westers, die im FB 2 (Lehreinheit Elektrotechnik) der Westfälischen Hochschule im Jahr 2021 im Solarlabor unter Betreuung von Prof. Dr. Andreas Schneider durchgeführt wurde. [2] Alle zeitlichen Angaben in dieser Arbeit beziehen sich auf das Jahr der Bearbeitung der Bachelorarbeit. T3 - Schriftenreihe des Westfälischen Energieinstituts - 2 KW - Photovoltaik KW - Degradation KW - Langzeitstudie KW - Performance Ratio KW - Elektrolumineszenz KW - Thermographie KW - LID KW - Solarmodule KW - PID KW - Modulalterung Y1 - 2026 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-49309 SN - 3053-3007 (eISSN) ER -