Die Stromnetze der Zukunft sollten in der Lage sein, die Instabilität der wetterabhängigen erneuerbaren Energiequellen zu bewältigen. Als wichtiger Energieverbraucher und potenzieller Energieerzeuger können Kläranlagen und Kanalnetzen durch Nachfragesteuerung zur Stabilisierung der zukünftigen erneuerbaren Energienetze beitragen. Durch einen solchen Ansatz könnten die Anlagenbetreiber auch ihre Betriebskosten senken. Es müssen jedoch neue Steuerungsstrategien für die Energieflexibilisierung entwickelt werden, um einen sicheren und effizienten Betrieb der Abwasserinfrastruktur zu gewährleisten.   Die Experten und Expertinnen des CLEWATEC Innovation Lab arbeiten an den folgenden technologischen Herausforderungen:  Methoden zur gleichzeitigen Auswertung von Wetter-, Energiemarkt- und Netzbetriebsdaten  Entwicklung von Steuerungsstrategien zur Energieflexibilisierung und zum optimalen Betrieb von Kläranlagen und Kanalnetzen  Integration zukünftiger Power-to-Gas-Prozesse in Kläranlagen

Biogas- und Kläranlagen bestehen aus großen Reaktoren von mehreren Kubikmetern, die oft schwer zugänglich und mit undurchsichtigen Medien gefüllt sind. Diese Eigenschaften erschweren die Prozesscharakterisierung durch konventionelle Messverfahren. Räumlich verteilte Prozessdaten zur Qualität der Durchmischung, zu Strömungsgeschwindigkeiten, Totzonen oder gar zur lokalen Verfahrenschemie fehlen bisher nahezu vollständig. Für Optimierungsmaßnahmen muss der Rührprozess realer Fermenter im laufenden Alltagsbetrieb über eine autonome, echtzeitfähige und einfach handzuhabende Messtechnik überwacht und quantifiziert werden können. Die im CLEWATEC Innovation Lab strömungsfolgende Sensorpartikel sind in der Lage, 3D-Daten über den Vermischungserfolg und die Prozesseffizienz in großen industriellen Reaktoren in kurzer Zeit zu erfassen, ohne die Strömung zu stören und ohne die Installation von festen Aggregaten im Behälter. Aus diesem Grund bietet die FlowTracer-Technologie eine innovative Lösung für die Identifikation von Optimierungspotenzialen von Prozessen, insbesondere zur Reduzierung des Energieverbrauchs, in verschiedenen Branchen. Potenzielle Anwendungen reichen von der Abwasserbehandlung und Biogasproduktion bis hin zur pharmazeutischen und chemischen Industrie. Wir suchen Partnerschaften (Pharma-, Chemieindustrie, Biogas, Abwasserbehalndungl, Forschungseinrichtungen) zur Unterstützung der Entwicklung des Verfahrens durch Unterstützung bei der Ausarbeitung von Lastenheften für industrielle Anwendungen Zugang zu Industrieanlagen für Demonstrationsversuche Industrieanlagen aus mindestens zwei verschiedenen Industriezweigen, zum Beispiel Biogas- und Pharmaproduktion  Forschungskooperationen in Form von direkter Zusammenarbeit oder Drittmittelprojekten werden angestrebt.

Das IFW Dresden ist die erste und einzige Institution in Deutschland, die reine Kohlenstoffgarne aus der Gasphasenabscheidung herstellen kann. Die Methode grenzt sich von herkömmlichen Verfahren ab, die Kohlenstoffnanoröhren lediglich auf einen künstlichen Trägerfaden auftragen. Hingegen können bei der Gasphasenabscheidung die bekannten herausragenden Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren direkt auf die Mikroskala übertragen werden. Die Garne sind aufgrund ihrer hohen thermischen und elektrischen Leitfähigkeit, sowie mechanischen Festigkeit ein vielversprechendes Material für industrielle Anwendungen. Für die massentaugliche Herstellungen sucht die Arbeitsgruppe aktuell nach geeigneten industriellen Partnern, welche die Schlüsseltechnologie vorantreiben möchte. Benefits µm Durchmesser der Fasern für sichere Anwendungen Praktisch endlose Fertigung möglich Synthese aus Methan oder nachwachsenden Rohstoffen Oberflächenmodifizierung und Individualisierung