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Found 22 results.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Biogene Opalisotope - neue Proxies zur Untersuchung vergangener Nährstoffkreisläufe und hydrographischer Strukturen im Südpazifik in Beziehung zu der Entwicklung des Klimas und der antarktischen Kryosphäre

Der Verlauf der atmosphärischen CO2-Konzentrationen während der vergangenen Klimazyklen ist durch ein Sägezahnmuster mit Maxima in Warmzeiten und Minima in Kaltzeiten geprägt. Es besteht derzeit Konsens, dass insbesondere der Süd Ozean (SO) eine Schlüsselfunktion bei der Steuerung der CO2-Entwicklung einnimmt. Allerdings sind die dabei wirksamen Mechanismen, die in Zusammenhang mit Änderungen der Windmuster, Ozeanzirkulation, Stratifizierung der Wassersäule, Meereisausdehnung und biologischer Produktion stehen, noch nicht ausreichend bekannt. Daten zur Wirkung dieser Prozesse im Wechsel von Warm- und Kaltzeiten beziehen sich bislang fast ausschließlich auf den atlantischen SO. Um ein umfassendes Bild der Klimasteuerung durch den SO zu erhalten muss geklärt werden, wie weit sich die aus dem atlantischen SO bekannten Prozesswirkungen auf den pazifischen SO übertragen lassen. Dies ist deshalb von Bedeutung, da der pazifische SO den größten Teil des SO einnimmt. Darüber hinaus stellt er das hauptsächliche Abflussgebiet des Westantarktischen Eisschildes (WAIS) in den SO dar. Im Rahmen des Projektes sollen mit einer neu entwickelten Proxy-Methode Paläoumwelt-Zeitreihen an ausgewählten Sedimentkernen von latitudinalen Schnitten über den pazifischen SO hinweg gewonnen werden. Dabei handelt es sich um kombinierte Sauerstoff- und Siliziumisotopenmessungen an gereinigten Diatomeen und Radiolarien. Es sollen erstmalig die physikalischen Eigenschaften und Nährstoffbedingungen in verschiedenen Stockwerken des Oberflächenwassers aus verschiedenen Ablagerungsräumen und während unterschiedlicher Klimabedingungen beschrieben werden. Dies umfasst Bedingungen von kälter als heute (z.B. Letztes Glaziales Maximum) bis zu wärmer als heute (z.B. Marines Isotopen Stadium, MIS 5.5). Die Untersuchungen geben Hinweise zur (1) Sensitivität des antarktischen Ökosystems auf den Eintrag von Mikronährstoffen (Eisendüngung), (2) Oberflächenwasserstratifizierung und (3) 'Silicic-Acid leakage'-Hypothese, und tragen damit zur Überprüfung verschiedener Hypothesen zur Klimawirksamkeit von SO-Prozessen bei. Die neuen Proxies bilden überdies Oberflächen-Salzgehaltsanomalien ab, die Hinweise zur Stabilität des WAIS unter verschiedenen Klimabedingungen geben. Darüber hinaus kann die Hypothese getestet werden, nach der der WAIS während MIS 5.5 vollständig abgebaut war. Die Projektergebnisse sollen mit Simulationen mit einem kombinierten biogeochemischen (Si-Isotope beinhaltenden) Atmosphäre-Ozean-Zirkulations-Modell aus einem laufenden SPP1158-DFG Projekt an der CAU Kiel (PI B. Schneider) verglichen werden. Damit sollen die jeweiligen Beiträge der Ozeanzirkulation und der biologischen Produktion zum CO2-Austausch zwischen Ozean und Atmosphäre getrennt und statistisch analysiert werden. Informationen zu Staubeintrag, biogenen Flussraten, physikalischen Ozeanparametern und zur Erstellung von Altersmodellen stehen durch Zusammenarbeit mit anderen (inter)nationalen Projekten zur Verfügung.

SAARUS - Optimierung der Scrubber- Abgaswäsche Technologie zur Reduktion umweltschädlicher Schiffsemissionen, Vorhaben: Optimierung von Entschweflungsanlagen (Nasswäschern) hinsichtlich des Abscheidegrades von Partikelemissionen im maritimen Einsatz

ATHLET-Modul Zinkborat (AZora), Teilprojekt: Laborexperimente zur Modellierung des Kristallisations- und Ablagerungsverhaltens sowie Wärmetransporteigenschaften von Zinkboraten

DYNASTO, Dynamische Abscheidung von a-Si und TCO-Schichten für Hocheffizienz Si-Solarzellen als Schlüssel für hochproduktive Fertigung bei reduzierten Herstellungskosten; Teilvorhaben: Dynamische PECVD für Hocheffizienz Si-Solarzellen - Grundlagenuntersuchungen

Im Projekt werden Grundlagenuntersuchungen zur dynamischen Abscheidung von amorphem Silizium für Heterojunction Solarzellen durchgeführt. Dabei kommt ein hochproduktives dynamisches PECVD Verfahren mittels linearer Plasmaquellen zum Einsatz. Einerseits sollen im Projekt sehr hohe dynamische Abscheideraten (5 nm.m/min) bei gleichzeitig hoher Passivierwirkung der a-Si:H Schichten (größer als 1 ms, iVoc größer als 720 mV) erreicht werden. Andererseits wird auch die Industrietauglichkeit der Abscheidung (Gasausnutzung größer als 20%) verbessert. Des Weiteren werden grundlegende Aspekte der dynamischen Abscheidung (Einfluss der Substratgeschwindigkeit, Homogenität der Abscheidung etc.) vor dem Hintergrund einer geforderten effizienten, wartungsarmen Beschichtungstechnologie untersucht. Der Einfluss der Plasmaanregungsfrequenz auf die Produktivität der Abscheidung ist ebenfalls Untersuchungsgegenstand des Teilvorhabens.

Zuverlässige Leistungselektronik aus neuartigen Materialien für die energieeffiziente Elektromobilität - HiPERFORM, Teilvorhaben: Sputtertechnologie für epitaktische Aluminiumnitrid-/Galliumnitrid-Schichten

KoReMo: Kostenreduktion und erhöhte Ressourceneffizienz durch neue Metall-Organische Ausgangsstoffe für die Epitaxie von Indiumhaltigen III-V Hochleistungszellen, Teilvorhaben: Nachweis hoher Abscheideraten und Materialqualität anhand von III-V Solarzellen

Separation und Rückführung Scaling-relevanter Radionuklide und Schwermetalle vor ihrem Eintritt in den Anlagenkreislauf von Geothermieanlagen - Verfahrensgrundlagen für die Gewinnung strategischer seltener Metalle aus Thermalwässern

Trotz aller Anstrengungen konnte das Scalingproblem in Geothermieanlagen bisher nicht befriedigend gelöst werden. Ablagerungen durch Radionuklide und toxische Schwermetalle beinträchtigen den Anlagenbetrieb und verursachen einen erhöhten Wartungsaufwand. Es soll deshalb ein neuer Ansatz entwickelt und im Technikumsmaßstab erprobt werden, bei dem die Radionuklide und Schwermetalle vor dem Eintritt in die übertätigen Anlagen aus dem Thermalwasser galvanisch separiert und unter Umgehung des Anlagenkreises dem Reservoir wieder zugeführt werden. In Grundlagenversuchen wurde die gezielte Abscheidung bereits erreicht. Scales enthalten jedoch auch wertvolle strategische Metalle, die dabei gewonnen werden können. Dafür ist jedoch die Separation vom Blei (Pb-210) erforderlich. Im Rahmen der Bearbeitung sind zunächst die Abscheidepotentiale- und Bedingungen für die Scalebildner im Labor und In-situ zu ermitteln. Gleichermaßen ist der Wirkungsgrad der Abscheidung zu bestimmen. Im nächsten Schritt werden die Bedingungen der Wiederauflösung im Separationssystem und speziell zur Trennung von Pb (Pb-210) ermittelt, womit gleichzeitig auch die Grundlagen für die Gewinnung strategischer Metalle gelegt werden. Mit diesen Grundlagen erfolgten die Konstruktion zur Fertigung des Abscheidesystems und dessen elektrochemische und hydraulische Optimierung u.a. mittels CFD-Modellierung. Schließlich soll das System im laufenden Betrieb erprobt werden und der Aufwand zur technischen Umsetzung bewertet werden.

Industrielle Hochleistungsmodule mit folienmetallisierten Solarzellen, Teilvorhaben: Entwicklung und Herstellung spezieller Bortargets

Durch eine lokale Bor-Hochdotierung im Bereich der Kontakte lässt sich der Wirkungsgrad der Solarzelle entscheidend verbessern. Die speziellen Eigenschaften des Bor machen es schwer dünne Borschichten in Sputtertechnologie abzuscheiden. Mäßige Sintereigenschaften, eine hohe Sprödigkeit und keine ausreichende elektrische Leitfähigkeit erfordern sehr hohe Entladespannungen und Gleichstrom-Sputtern ist grenzwertig niedrig. Um das zu verbessern, werden folgende Bereiche untersucht: - Drucklos-Sintern der Bortargets - Entwicklung von Ofeneinbauten für eine sehr gute Temperaturhomogenität - Dotierung von Borpulver mit Silizium - Zusetzen von Additiven, um die notwendige elektrische Leitfähigkeit zu erreichen und gleichzeitig die Reduzierung der Sprödigkeit, um Targetdicken von 10mm zu erreichen. Si1: - Bortargets drucklos sintern, spannungsfreie, rissfreie Targetplatten herstellen. - Untersuchung verschieden hergestellter Kornverteilungen zur Verbesserung der Sinteraktivität und verbesserter Dichte. - Untersuchung von Grafiteinbauten in den Sinterofen, um eine sehr gute Temperaturhomogenität (+/- 3°C) während des Sinterprozesses zu erreichen. - Das Sinterprogramm so gestalten, dass in den Targetplatten keine Spannungen auftreten und rissfreies Gefüge entsteht. Si2: - Borpulver mit Silizium dotieren 1 - 10wt% und ca. 50wt% Wesentliche Fragestellungen sind dabei: - Welcher Einfluss ist auf die Sintereigenschaften feststellbar? - Kann die Sprödigkeit reduziert werden? - Welche Verbesserung wird bei der Abscheiderate in der Sputteranlage erreicht? - Wie stark kann die elektrische Leitfähigkeit beeinflusst werden? Si3: - elektrisch leitfähige Bortargets - gezielte Zugabe von Additiven und Sintern bei hohen Temperaturen (2000°C) um eine merkliche Diffusion der Additive in das Borgitter zu erreichen.

Lokale Effekte im DWR-Kern infolge von Zinkborat-Ablagerungen nach KMV

Im Falle einer Leckage im Primärkreislauf eines Druckwasserreaktors (sog. Kühlmittelverlust-Störfall KMV) gelangen große Mengen des borsäurehaltigen Kühlmittels in das Containment des Kernkraftwerks. Hierbei kann es bei den verschiedenen feuerverzinkten Einbauten zur Zinkkorrosion unter Bildung wasserlöslicher Zinkborate kommen. Beim Management eines solchen Störfalles käme es nach der Schnellabschaltung des Reaktors und dem Anlaufen verschiedener Notkühlsysteme nach einigen Stunden zum sogenannten Sumpfumwälzbetrieb, einer Situation, bei der diese wässrigen Lösungen im Containment zur weiteren Aufrechterhaltung der Kernkühlung wieder mit in den Primärkreislauf zurückgepumpt werden. Da die Wasserlöslichkeit der gebildeten Zinkborate bei höheren Temperaturen abnimmt, besteht hierbei nun die Möglichkeit, dass diese dann an Heißstellen der Kernbereiche aus den Kühlmittellösungen ausfallen und sich unter Umständen schichtbildend dort ablagern könnten, was zu Beeinträchtigungen der weiteren Kernkühlung in dieser Spätphase eines KMV führen könnte. Zielstellung: Eine Hauptaufgabe des Vorhabens ist es, die Vorgänge, welche sich im Falle eines KMV (Druckwasserreaktor) hinsichtlich der Zinkkorrosion im Containment sowie der später möglichen Zinkboratabscheidung an Heißstellen im Kernbereich ablaufen, im kleinen Maßstab (Laboranlage) unter störfallnahen Randbedingungen nachzubilden. Dabei sollen besonders die hierbei stattfindenden chemischen und physikalischen Vorgänge im Einzelnen untersucht werden. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sollen dabei helfen, das Risikopotential einer solchen Beeinträchtigung der Kernkühlung in der Spätphase eines KMV besser einschätzen zu können und ggf. auch geeignete Strategien und Konzepte zu entwickeln, wie solche potentiellen Risiken zu vermeiden sind. Analoge Versuche im größeren, halbtechnischen Maßstab mit den zugehörigen Untersuchungen und Auswertungen werden beim Projektpartner Hochschule Zittau-Görlitz durchgeführt.

Improving soil erosion assessment in Swiss Mountainous areas using radionuclides (137Cs, 239-240Pu)

To efficiently mitigate and control soil losses by erosion and reduce their environmental impacts in Alpine grasslands, reliable and validated methods for comprehensive data generation on the magnitude and spatial extent of soil erosion are needed. Classical approaches to quantify erosion rates include artificial radionuclides such as 137Cs and 239-240Pu which originated from thermonuclear weapon tests in the 1950s-1960s and nuclear power plant accidents (i.e. Chernobyl). Because these radionuclides are rapidly and strongly adsorbed to fine soil particles, they accumulate in the top soil with limited migration and bioavailability. Documenting the subsequent redistribution of the radionuclides, which move across the landscape in association with soil/sediment particles primarily through physical processes, requires effective means of tracing rates and patterns of erosion and deposition within landscapes. To this end, the general aim of this project is to develop a radio-isotopic valid approach to assess and quantify sheet erosion in Alpine grasslands.

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