Chemie Ingenieur Technik

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Special Issue: Energie

November, 2011

Volume 83, Issue 11

Pages 1753–2063

Issue edited by: Frank Behrendt

  1. Titelbild

    1. Top of page
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    3. Editorial
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    10. Übersichtsbeiträge
    11. Review
    12. Übersichtsbeiträge
    13. Forschungsarbeiten
    14. Übersichtsbeitrag
    15. Essay
    16. Übersichtsbeitrag
    17. Review
    18. Forschungsarbeiten
    19. Übersichtsbeiträge
    20. Forschungsarbeiten
    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Titelbild Chem. Ing. Tech. 11/2011 (page 1753)

      Article first published online: 3 NOV 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190088

  2. Editorial

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    22. Überblick
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      Herausforderung Energiewende (page 1755)

      Prof. Dr. Frank Behrendt

      Article first published online: 3 NOV 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190089

  3. Inhalt

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    22. Überblick
    1. Inhalt: Chem. Ing. Tech. 11/2011 (pages 1756–1761)

      Article first published online: 3 NOV 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190090

  4. DECHEMA

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    22. Überblick
    1. DECHEMA: Chem. Ing. Tech. 11/2011 (pages 1762–1770)

      Article first published online: 3 NOV 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190091

  5. Personalien

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    1. Personalien: Chem. Ing. Tech. 11/2011 (page 1770)

      Article first published online: 3 NOV 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190092

  6. GDCh

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    22. Überblick
    1. GDCh: Chem. Ing. Tech. 11/2011 (page 1771)

      Article first published online: 3 NOV 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190093

  7. Forum

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    22. Überblick
    1. Forum: Chem. Ing. Tech. 11/2011 (pages 1773–1776)

      Article first published online: 3 NOV 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190094

  8. Research Article

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    22. Überblick
    1. Considerations concerning the Energy Demand and Energy Mix for Global Welfare and Stable Ecosystems (pages 1777–1791)

      Prof. Andreas Jess, Philipp Kaiser, Dr. Christoph Kern, Rajabhau Bajirao Unde and Christian von Olshausen

      Article first published online: 23 AUG 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100066

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      The ecological footprint will rise from 1.5 in 2010 to 2 in 2050 if the energy mix is not changed from fossil fuels to renewable energies. A technology based on four steps is discussed including separation of CO2 from flue gases, H2 production by water electrolysis, CO production by reverse water gas shift, and synthesis of renewable liquid fuels by Fischer-Tropsch synthesis.

  9. Übersichtsbeiträge

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    9. Research Article
    10. Übersichtsbeiträge
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    12. Übersichtsbeiträge
    13. Forschungsarbeiten
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    17. Review
    18. Forschungsarbeiten
    19. Übersichtsbeiträge
    20. Forschungsarbeiten
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    22. Überblick
    1. Anforderungen an zukünftige Kraftwerke (pages 1792–1804)

      Prof. Dr.-Ing. Hartmut Spliethoff, Dr.-Ing. Arnim Wauschkuhn and Christian Schuhbauer

      Article first published online: 20 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100109

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      Die Dynamik der Stromerzeugung aus Photovoltaik- und Windkraftanlagen und die Qualität der Prognosen insbesondere von Windstrom bestimmen die Anforderungen an die Dynamik konventioneller Kraftwerke. Im Rahmen dieser Veröffentlichung wird die fluktuierende Einspeisung aus Erneuerbaren Energien im zukünftigen Kraftwerkspark diskutiert.

    2. Stand und Perspektiven der Kohlenutzung in Kraftwerken mit Vergasung (pages 1805–1819)

      Robert Pardemann and Prof. Bernd Meyer

      Article first published online: 15 SEP 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100074

      Thumbnail image of graphical abstract

      In der Synthesegaserzeugung ist die Kohlevergasung seit Jahrzehnten etabliert und gewinnt weiter an Bedeutung. In der Kraftwerkstechnik wird sie bisher kaum genutzt. Die Gründe dafür, Perspektiven, jedoch auch neue Potenziale einer Kopplung von energetischer und stofflicher Kohlenutzung werden im vorliegenden Artikel betrachtet.

    3. Kraftwerkstechnologien zur geothermischen Stromerzeugung aus Vorkommen mit geringer Enthalpie (pages 1820–1833)

      Dipl.-Ing. Kathrin Rohloff and Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather

      Article first published online: 7 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100071

      Thumbnail image of graphical abstract

      Die geothermische Energie kann zur weltweiten Versorgung beitragen. Die Nutzung von geothermischer Wärme mit niedriger Enthalpie unterscheidet sich von der direkten Nutzung aus Hochenthalpie-Vorkommen und stellt hohe Anforderungen sowohl an die Erschließung als auch an die obertägigen Technologien zur Stromerzeugung.

    4. Geothermische Stromerzeugung in Deutschland (pages 1834–1844)

      Lena Eggeling, Dr. Thomas Kölbel, Pascal Schlagermann and Prof. Wolfram Münch

      Article first published online: 13 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100089

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      Die Stromerzeugung aus Geothermie weist in Deutschland ein großes Potenzial auf. Die Technik ist auf dem besten Weg die Demonstrationsphase zu verlassen und ist in Einzelfällen bereits heute wirtschaftlich. In diesem Zusammenhang wird ein Überblick über bereits realisierte Geothermiekraftwerke in Hinblick auf die geologischen Besonderheiten in Deutschland gegeben.

    5. Solarthermische Kraftwerke – Schlüsselbausteine für die DESERTEC-Pläne (pages 1845–1852)

      Prof. Dr. Robert Pitz-Paal and Dr. Eckhard Lüpfert

      Article first published online: 13 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100085

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      Durch die Konzentration der Sonnenstrahlung mit Spiegeln lassen sich ausreichend hohe Temperaturen in einem Wärmeträgermedium erzeugen, um damit einen Kraftwerksprozess anzutreiben. Die wesentlichen Anforderungen für Solarkraftwerke werden dargestellt und im Hinblick auf das DESERTEC-Projekt diskutiert.

  10. Review

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    15. Essay
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    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Development and Progress in Solar Cooling Technologies with Sorption Systems (pages 1853–1863)

      Jan Albers, Annett Kühn, Stefan Petersen and Prof. Felix Ziegler

      Article first published online: 15 SEP 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100116

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      The interest in solar cooling systems prevails since several decades. Some hundred systems have been installed all over the world. In this review three important topics are highlighted: the role of collector and process development, the primary energy demand, and the role of the double use of the system during summer and wintertime.

  11. Übersichtsbeiträge

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    12. Übersichtsbeiträge
    13. Forschungsarbeiten
    14. Übersichtsbeitrag
    15. Essay
    16. Übersichtsbeitrag
    17. Review
    18. Forschungsarbeiten
    19. Übersichtsbeiträge
    20. Forschungsarbeiten
    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Nutzung alternativer Brennstoffe in Kraftwerken (pages 1864–1879)

      Prof. Dr.-Ing. Michael Beckmann, Martin Pohl, Christoph Pieper, René Böhme, Daniel Bernhardt, Dr.-Ing. Dorith Böhning and Dr. rer. nat. Kathrin Gebauer

      Article first published online: 11 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100122

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      Alternative Brennstoffe können Regelbrennstoffe ersetzen und tragen so zur Reduzierung von CO2-Emissionen bei. Ausgehend von der Brennstoffcharakterisierung werden prozesstechnische Anforderungen betrachtet. Des Weiteren wird die Bilanzierung verschiedener Verfahrensketten zur energetischen Nutzung alternativer Brennstoffe erläutert.

    2. Nutzung von Biomasse zur Energiegewinnung (pages 1880–1889)

      Dr.-Ing. York Neubauer

      Article first published online: 11 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100124

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      Biomasse kann in diverse Formen chemischer Energie konvertiert werden und ebenso in vielen herkömmlichen Energiewandlungsprozessen Verwendung finden. Ein Überblick über die vielfältigen Möglichkeiten der Wandlung von biogenen Roh- und Reststoffen in unterschiedlichsten Verfahren für die stoffliche und energetische Nutzung wird gegeben.

    3. Klimafreundliche Kohle durch Hydrothermale Karbonisierung von Biomasse (pages 1890–1896)

      Dipl.-Ing. M. Buttmann

      Article first published online: 15 SEP 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100126

      Thumbnail image of graphical abstract

      Die Hydrothermale Karbonisierung von biogenen Reststoffen stellt eine neuartige Technologie zur Erzeugung einer klimafreundlichen Kohle dar, die als Ersatz für fossile Energieträger eingesetzt werden kann. Das robuste Verfahren wird in dezentralen Anlagen durchgeführt und löst damit gleichzeitig lokale Entsorgungsprobleme.

    4. Thermische Nutzung von Biomasse und Reststoffen in Deutschland (pages 1897–1911)

      Dr. Matthias Gaderer and Prof. Hartmut Spliethoff

      Article first published online: 7 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100132

      Thumbnail image of graphical abstract

      Eine Übersicht zum Stand der Technik und neue Entwicklungen auf dem Gebiet der thermischen Nutzung der Biomasse werden aufgezeigt. Die thermische Nutzung von Biomasse und Reststoffen ist eine wichtige Säule der Bereitstellung von erneuerbaren Energien. Mit neuen Verfahren der Biomasseaufbereitung und Vorbehandlung können weitere Ressourcen zur Nutzung erschlossen werden.

    5. Erzeugung synthetischer Kraftstoffe aus Erdgas und Biomasse – Stand und Perspektiven (pages 1912–1924)

      Prof. Dr.-Ing. Georg Schaub and Régis Edzang

      Article first published online: 18 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100068

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      Flüssige Energieträger leisten einen wichtigen Beitrag zur heutigen Energieversorgung und werden zukünftig benötigt, auch wenn elektrische Antriebe im PKW-Bereich wichtiger werden. Der Beitrag fasst neuere Entwicklungen zur Erzeugung von Erdöl-Ersatzprodukten in Form von synthetischen Kraftstoffen aus Erdgas und Biomasse zusammen.

    6. Produktion klimaneutraler Energieträger mittels Photosynthese und Disproportionierung von Biomassebestandteilen (pages 1925–1931)

      Prof. Dr. Manfred Ringpfeil

      Article first published online: 7 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100128

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      Zur Abschwächung des Klimawandels muss bei der Energieversorgung verstärkt auf erneuerbare Ressourcen zurückgegriffen werden. Eine Möglichkeit zur Substitution fossiler Rohstoffe ist die Zumischung von Biomethan zu Erdgas. Biomethan wird durch mikrobielle Disproportionierung von Biomasse hergestellt. CO2 aus der Verbrennung von Biomethan ist klimaneutral.

    7. Hydrothermale Carbonisierung: Ein Überblick (pages 1932–1943)

      Dr.-Ing. Christoph Glasner, Prof. Dr.-Ing. Görge Deerberg and Dr.-Ing. Hildegard Lyko

      Article first published online: 13 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100053

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      Mithilfe der hydrothermalen Carbonisierung lassen sich verschiedenste Biomassen zu wertvolleren Produkten verarbeiten. Sie eignet sich besonders für die Verwertung feuchter Biomasse, da die bei anderen Verfahren nötige Vortrocknung entfällt. Der Beitrag gibt einen Überblick zum Stand von Wissenschaft und Technik und stellt die Verwendungsmöglichkeiten der Produkte vor.

  12. Forschungsarbeiten

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    9. Research Article
    10. Übersichtsbeiträge
    11. Review
    12. Übersichtsbeiträge
    13. Forschungsarbeiten
    14. Übersichtsbeitrag
    15. Essay
    16. Übersichtsbeitrag
    17. Review
    18. Forschungsarbeiten
    19. Übersichtsbeiträge
    20. Forschungsarbeiten
    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Biokoks als Energieträger in metallurgischen Prozessen (pages 1944–1953)

      Prof. Dr.-Ing. Peter Quicker, Dr.-Ing. Saulo H. Freitas Seabra da Rocha, Dipl.-Ing. Guillermo Peña Chipatecua, B.E. Benedikt Meder, Dr.-Ing. Herbert Löblich and Dipl.-Ing. Dirk Franzen

      Article first published online: 7 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100094

      Thumbnail image of graphical abstract

      Eine Substitution von Gießereikoks durch biogene Kokse ist nicht nur aus Sicht des Umweltschutzes wünschenswert, es können auch wirtschaftliche Vorteile entstehen. Die Carbonisierung und Agglomeration von Reststoffe wie Stroh, Grünschnitt und Altholz wird vorgestellt und die Briketts auf ihre Praxistauglichkeit im großtechnischen Prozess untersucht.

  13. Übersichtsbeitrag

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    9. Research Article
    10. Übersichtsbeiträge
    11. Review
    12. Übersichtsbeiträge
    13. Forschungsarbeiten
    14. Übersichtsbeitrag
    15. Essay
    16. Übersichtsbeitrag
    17. Review
    18. Forschungsarbeiten
    19. Übersichtsbeiträge
    20. Forschungsarbeiten
    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Hochtemperaturkatalyse: Effizientes Verfahren zur chemischen Umwandlung logistischer Kraftstoffe (pages 1954–1964)

      Prof. Olaf Deutschmann

      Article first published online: 7 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100133

      Thumbnail image of graphical abstract

      Der Beitrag stellt die Hochtemperaturkatalyse als effizientes Verfahren zur chemischen Umwandlung logistischer Kraftstoffe vor und gibt einen Überblick über das Potenzial und die Herausforderungen bei der katalytischen Reformierung und Partialoxidation von Erdgas, Benzin, Diesel und Ethanol zu wasserstoffreichen Reformaten.

  14. Essay

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    12. Übersichtsbeiträge
    13. Forschungsarbeiten
    14. Übersichtsbeitrag
    15. Essay
    16. Übersichtsbeitrag
    17. Review
    18. Forschungsarbeiten
    19. Übersichtsbeiträge
    20. Forschungsarbeiten
    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Reformierung von Biokraftstoffen als Beitrag für eine zukünftige nachhaltige Wasserstoffwirtschaft (pages 1965–1973)

      Stefan Martin, Dr. Klaus Lucka, Dr. Antje Wörner and Dr. Armin Vetter

      Article first published online: 7 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100144

      Thumbnail image of graphical abstract

      Bei der zukünftigen Energieversorgung kann die Erzeugung von Wasserstoff aus Biomasse kurz- bis mittelfristig sinnvoll sein. Bei entsprechenden politischen Rahmenbedingungen könnten 2020 etwa 6 – 8 % des derzeitigen Kraftstoffbedarfs durch Wasserstoff abgedeckt werden, der über den Weg der Reformierung flüssiger Biokraftstoffe der 1. Generation gewonnen wird.

  15. Übersichtsbeitrag

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    11. Review
    12. Übersichtsbeiträge
    13. Forschungsarbeiten
    14. Übersichtsbeitrag
    15. Essay
    16. Übersichtsbeitrag
    17. Review
    18. Forschungsarbeiten
    19. Übersichtsbeiträge
    20. Forschungsarbeiten
    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Portable Energiesysteme: Von elektrochemischer Wandlung bis Energy Harvesting (pages 1974–1983)

      Jun.-Prof. Dr.-Ing Ulrike Krewer

      Article first published online: 31 AUG 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100084

      Thumbnail image of graphical abstract

      Portable Energiesysteme stellen ortsunabhängig elektrische Energie zur Verfügung. Neben elektrochemischen Energiesystemen werden miniaturisierte, verbrennungsbasierte Energiesysteme und Energy-Harvesting-Technologien aus verfahrenstechnischem Blickwinkel vorgestellt. Herausforderungen liegen sowohl in der Optimierung von Stoff- und Wärmetransport als auch in der Verbesserung (elektro-)chemischer Kinetiken.

  16. Review

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    9. Research Article
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    12. Übersichtsbeiträge
    13. Forschungsarbeiten
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    15. Essay
    16. Übersichtsbeitrag
    17. Review
    18. Forschungsarbeiten
    19. Übersichtsbeiträge
    20. Forschungsarbeiten
    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Chemical Compounds for Energy Storage (pages 1984–1993)

      Prof. Ferdi Schüth

      Article first published online: 13 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100147

      Thumbnail image of graphical abstract

      The intensified use of renewable sources in future energy systems implies the demand for high density storage compounds. Hydrogen, methane, liquid hydrocarbons, methanol, and ethanol are potential candidates for that purpose. The different storage compounds are discussed and their advantages and drawbacks are compared.

  17. Forschungsarbeiten

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    17. Review
    18. Forschungsarbeiten
    19. Übersichtsbeiträge
    20. Forschungsarbeiten
    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Saisonale Wärmespeicher – Bauarten, Betriebsweise und Anwendungen (pages 1994–2001)

      Roman Marx, Dr. Janet Nußbicker-Lux, Dan Bauer, Dr. Wolfgang Heidemann and Dr. Harald Drück

      Article first published online: 28 SEP 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100064

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      Im Rahmen von nationalen Förderprogrammen wurden seit 1996 elf Pilotanlagen für solar unterstützte Nahwärmeversorgungssysteme in Deutschland realisiert. Die Pilotspeicher zeigen auf, dass die Speicherung der Wärme über einen langen Zeitraum vom Sommer bis in den Winter technisch machbar und umsetzbar ist.

    2. Energiespeicherung mittels Methan und energietragenden Stoffen – ein thermodynamischer Vergleich (pages 2002–2013)

      Benjamin Müller, Karsten Müller, Daniel Teichmann and Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Arlt

      Article first published online: 11 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100113

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      Energietragende Stoffe (ETS) werden als Option zur chemischen Speicherung von Energie vorgestellt und die Speichereffizienz wird mittels Energie- und Massenbilanzen abgeschätzt. ETS sind aufgrund ihrer hohen volumetrischen Energiedichte ihren dieselähnlichen Eigenschaften sowie ihrer Langzeitstabilität sehr gut für den Größenmaßstab der Monats- oder Saisonspeicherung geeignet.

  18. Übersichtsbeiträge

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    18. Forschungsarbeiten
    19. Übersichtsbeiträge
    20. Forschungsarbeiten
    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Thermochemische Energiespeicher (pages 2014–2026)

      Dr.-Ing. Henner Kerskes, Dipl.-Ing. Florian Bertsch, Dipl.-Ing. Barbara Mette, Dr.-Ing. Antje Wörner and Dipl.-Ing. Franziska Schaube

      Article first published online: 28 SEP 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100091

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      Zur verlustfreien thermischen Speicherung von Energie aus regenerativen Quellen sind neue Technologien mit hoher Speicherkapazität erforderlich. Hierbei wird vor allem der thermochemischen Speicherung großes Potenzial zugeschrieben. Der Stand des Wissens bezüglich Materialforschung, Prozessführung, Verfahrensentwicklung wird beschrieben und die technischen Herausforderungen werden aufgezeigt.

    2. Alkalische Brennstoffzellen (pages 2027–2035)

      Dr. Hans-Joachim Kohnke

      Article first published online: 13 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100098

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      Warum ist die alkalische Brennstoffzelle eine vergessene Technologie? Wo sind die tatsächlichen Grenzen? Warum ist diese Technik so kostengünstig? Wie ist der Stand der Technik? Solche Fragen werden gestellt, sobald das Gespräch auf die alkalische Brennstoffzelle kommt. Dieser Übersichtsartikel soll helfen, einige der Fragen zu beantworten um eine stabile Energieeinspeisung zu gewährleisten.

    3. Materialien für Membranbrennstoffzellen (pages 2036–2041)

      Prof. Dr. Angelika Heinzel

      Article first published online: 7 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100070

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      Zu den wichtigesten Anwendungen von Membranbrennstoffzellen zählen die Elektromobilität und die Kraft-Wärme-Kopplung für Hausenergiesysteme. Die verschiedenen Bestandteile von Membranbrennstoffzellen, wie das Membranmaterial, die Elektroden und die Bipolarplatte, werden vorgestellt und die Anforderungen für den Einsatz diskutiert.

    4. Lithium-Akkumulatoren: Stand der Technik und zukünftige Entwicklungen (pages 2042–2050)

      Dr. Gerold Neumann

      Article first published online: 13 OCT 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100075

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      Zahlreiche Anwendungen greifen für die Stromversorgung auf Lithium-Ionen-Akkumulatoren zurück. Neue Einsatzfelder, wie die Elektromobilität und die Zwischenspeicherung von Strom aus erneuerbaren Energien kommen hinzu. Der Beitrag stellt in einem Überblick Aufbau und Funktionsweise, Materialien und neue Entwicklungen im Bereich der Lithium-Ionen-Technologie vor.

  19. Forschungsarbeiten

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    19. Übersichtsbeiträge
    20. Forschungsarbeiten
    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Passive Mischelemente zur Elektrolytkonvektion in Blei-Säure-Nassbatterien (pages 2051–2058)

      Ellen Ebner, Prof. Dr. Michael Wark and Dr. Alexander Börger

      Article first published online: 27 SEP 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100086

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      Der Schwerpunkt der hier dargestellten Untersuchungen ist die Analyse der Wirksamkeit von passiven Mischelementen zur Elektrolytdurchmischung in Blei-Säure-Nassbatterien. Die Ergebnisse zeigen, dass passive Mischelemente zu einer um den Faktor 6 verlängerten Lebensdauer von weiterentwickelten Blei-Säure-Nassbatterien führen.

  20. Vorschau

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    20. Forschungsarbeiten
    21. Vorschau
    22. Überblick
    1. Vorschau: Chem. Ing. Tech. 12/2011 (page 2062)

      Article first published online: 3 NOV 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190095

  21. Überblick

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    22. Überblick
    1. Überblick Inhalt: Chem. Eng. Technol. 11/2011 (page 2063)

      Article first published online: 3 NOV 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190096

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