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s/lecklage/Leckage/gi

Observational dataset of behavioral response of three-spined sticklebacks to TNT exposure in a closed laboratory setup

Dumped munition in the German North Sea and Baltic Sea pose environmental risks as corrosion of the munition shells results in the leakage of the explosive 2,4,6-trinitroluene (TNT) into the marine environment. Uptake of TNT by marine biota and the associated negative effects on organisms are of major concern. This dataset reports behavioral responses of three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus) to environmentally relevant concentrations of TNT. Experimental sticklebacks were laboratory-bred and held in groups of 30 individuals in 60 L tanks in the fish facilities at the Thünen Institute of Fisheries Ecology in Bremerhaven. Parental sticklebacks originated from the Weser estuary (Luneplate, Bremerhaven, Germany, 53°28'36.9" N; 8°31'08.9" E) and were collected in April 2023. A total of 60 sticklebacks were tested in a controlled laboratory setup at the fish facilities at the Thünen Institute in Bremerhaven, containing two hideout zones formed by artificial plants. Each hideout was connected to an infusion system delivering either a TNT solution (100 µg/L) or control water into the zone currently occupied by the fish. Experimental trials were video-recorded to enable post hoc behavioral analysis. Behavioral metrics included the total time spent in the exposed hideout zone (s), latency to first leave the exposed hideout zone (s), and the number of crossings between hideout zones.

Water column raw data (Wärtsilä ELAC 3050 MK II entire dataset) of RV ALKOR during cruise AL575

Raw water column data were collected aboard RV ALKOR during cruise AL575 using a 50kHz Elac Seabeam 3050 (SB3050 MKII) multibeam echosounder by ELAC Nautic. This system had been installed originally on the former RV POSEIDON and was transferred to RV ALKOR just before this cruise. During AL575 it was mainly used it to acquire water column data for online gas seep detection. Water column and side scan data are stored in .wci & .raw format; bathymetry and backscatter data are stored as .xse. .xse data can either be read directly in MBSystem, Hypack or Qimera post-processing software or they can be converted to .hsx (Caris readable). The expedition took place during 2022-06-28 – 2022-07-13 from Kiel to Kiel (Germany) in the North Sea. The major aim of AL575 - GEOSTOR leak are to investigate and contribute to the assessment of the mechanisms and potential risks of CO2 leakage along boreholes drilled through the sedimentary overburden above subseafloor storage formations in the North Sea. Data were recorded in the EEZs of UK and Germany. Sound velocity profiles (SVP) were applied on the data for calibration. Please see the cruise report for details. The data are unprocessed and can therefore contain incorrect measurements (artifacts) if not further processed. Note that refraction errors may occur when no proper SVP is applied. Data acquisition and provision was done by GEOMAR and they are published according to the FAIR principles.

Untersuchung und Entwicklung von Verfahren zur drohnenbasierten infrarot-fernoptischen Quantifizierung von Methanemissionen

Zielsetzung: Um die globale Klimaerwärmung so schnell wie möglich zu bremsen, ist es dringend erforderlich, neben den CO2-Emissionen insbesondere Methanemissionen zu minimieren. Im Energie- und Industriesektor kann dies durch das Aufspüren und Reparieren von Leckagen (Leak Detection And Repair (LDAR) Programme) erreicht werden. Eine effiziente Quantifizierung der Leckagemenge ermöglicht hierbei eine Planung, Priorisierung und schnelle, effektive Durchführung der Reparaturen sowie eine messtechnisch objektive Emissionsberichterstattung. Ebenso kann das Auftreten zukünftiger Emissionen durch die quantitative Messung aktueller Leckagen und die daraus abgeleitete geeignete Wahl von robusten und „emissionsarmen“ Bauformen und Materialien z.B. von Dichtungen vermieden werden.

Entwicklung eines kombinierten Verfahrens aus Akustik und Infrarotthermografie zur quantitativen Evaluation der Luftdichtheit von Gebäudefassaden, Teilvorhaben: Koordination, Laborarbeiten und Voruntersuchungen im Feld, sowie Praxistests und Validierung

Der unbeabsichtigte Luftaustausch durch die Gebäudehülle ist eine der wesentlichen Quellen für Wärmeverluste in Gebäuden und deren Energieverbrauch. Die Quantifizierung und Identifikation einzelner Leckagen in der Gebäudehülle ist mit Stand-der-Technik Verfahren bisher anspruchsvoll, zeitaufwändig und hängt stark von der Erfahrung des jeweiligen Energieberaters ab. Das schnelle und sichere Auffinden von Leckagen spielt allerdings eine entscheidende Rolle bei einer zügigen und großflächigen Sanierung von Bestandsgebäuden. In diesem Projekt soll ein Messsystem sowie eine dafür geeignete Ultraschallquelle entwickelt werden, mit dem Ziel, Leckagen in Gebäudehüllen schnell und für Bewohner möglichst störungsfrei zu identifizieren. Das System basiert auf der Kombination von Schallquellenortung mittels Mikrofon-Array-Technologie ('Akustische Kamera') und Infrarotthermografie. Durch die kombinierte Auswertung von Akustik und Thermografie können die Vorteile beider Verfahren kombiniert und die spezifischen Nachteile der einzelnen Verfahren verringert werden. Im Labor wird untersucht, wie mit dieser Methode die energetische Relevanz (Luftaustauschrate) verschiedener Leckagen bestimmt werden kann. Entwicklungsbegleitende Tests an Sanierungsbaustellen sollen Praxisanforderungen gewährleisten und zu einer Beschleunigung der Prozesse der seriellen Gebäudesanierung führen. Abschließend ist ein Ergebnisvergleich des Systems mit einer professionellen Luftdichtheitsprüfung nach Stand der Technik geplant. Das DLR übernimmt die Koordination des Vorhabens. Neben der Durchführung von Voruntersuchungen im Feld, sowie von Praxistests und der Validierung liegt der fachliche Schwerpunkt des DLR auf den Laborarbeiten. Hier werden insbesondere die Ortung und Quantifizierbarkeit diverser Leckage-Setups im Labor bei unterschiedlichen Anregungsarten im Laborprüfstand untersucht.

Entwicklung eines kombinierten Verfahrens aus Akustik und Infrarotthermografie zur quantitativen Evaluation der Luftdichtheit von Gebäudefassaden

Der unbeabsichtigte Luftaustausch durch die Gebäudehülle ist eine der wesentlichen Quellen für Wärmeverluste in Gebäuden und deren Energieverbrauch. Die Quantifizierung und Identifikation einzelner Leckagen in der Gebäudehülle ist mit Stand-der-Technik Verfahren bisher anspruchsvoll, zeitaufwändig und hängt stark von der Erfahrung des jeweiligen Energieberaters ab. Das schnelle und sichere Auffinden von Leckagen spielt allerdings eine entscheidende Rolle bei einer zügigen und großflächigen Sanierung von Bestandsgebäuden. In diesem Projekt soll ein Messsystem sowie eine dafür geeignete Ultraschallquelle entwickelt werden, mit dem Ziel, Leckagen in Gebäudehüllen schnell und für Bewohner möglichst störungsfrei zu identifizieren. Das System basiert auf der Kombination von Schallquellenortung mittels Mikrofon-Array-Technologie ('Akustische Kamera') und Infrarotthermografie. Durch die kombinierte Auswertung von Akustik und Thermografie können die Vorteile beider Verfahren kombiniert und die spezifischen Nachteile der einzelnen Verfahren verringert werden. Im Labor wird untersucht, wie mit dieser Methode die energetische Relevanz (Luftaustauschrate) verschiedener Leckagen bestimmt werden kann. Entwicklungsbegleitende Tests an Sanierungsbaustellen sollen Praxisanforderungen gewährleisten und zu einer Beschleunigung der Prozesse der seriellen Gebäudesanierung führen. Abschließend ist ein Ergebnisvergleich des Systems mit einer professionellen Luftdichtheitsprüfung nach Stand der Technik geplant. Das DLR übernimmt die Koordination des Vorhabens. Neben der Durchführung von Voruntersuchungen im Feld, sowie von Praxistests und der Validierung liegt der fachliche Schwerpunkt des DLR auf den Laborarbeiten. Hier werden insbesondere die Ortung und Quantifizierbarkeit diverser Leckage-Setups im Labor bei unterschiedlichen Anregungsarten im Laborprüfstand untersucht.

Entwicklung eines kombinierten Verfahrens aus Akustik und Infrarotthermografie zur quantitativen Evaluation der Luftdichtheit von Gebäudefassaden, Teilvorhaben: Entwicklung eines Ultraschallsenders für die akustische Leckage-Detektion

Der unbeabsichtigte Luftaustausch durch die Gebäudehülle ist eine der wesentlichen Quellen für Wärmeverluste in Gebäuden und deren Energieverbrauch. Die Quantifizierung und Identifikation einzelner Leckagen in der Gebäudehülle ist mit Stand-der-Technik Verfahren bisher anspruchsvoll, zeitaufwändig und hängt stark von der Erfahrung des jeweiligen Energieberaters ab. Das schnelle und sichere Auffinden von Leckagen spielt allerdings eine entscheidende Rolle bei einer zügigen und großflächigen Sanierung von Bestandsgebäuden. In diesem Projekt soll ein Messsystem sowie eine dafür geeignete Ultraschallquelle entwickelt werden, mit dem Ziel, Leckagen in Gebäudehüllen schnell und für Bewohner möglichst störungsfrei zu identifizieren. Das System basiert auf der Kombination von Schallquellenortung mittels Mikrofon-Array-Technologie ('Akustische Kamera') und Infrarotthermografie. Durch die kombinierte Auswertung von Akustik und Thermografie können die Vorteile beider Verfahren kombiniert und die spezifischen Nachteile der einzelnen Verfahren verringert werden. Im Labor wird untersucht, wie mit dieser Methode die energetische Relevanz (Luftaustauschrate) verschiedener Leckagen bestimmt werden kann. Entwicklungsbegleitende Tests an Sanierungsbaustellen sollen Praxisanforderungen gewährleisten und zu einer Beschleunigung der Prozesse der seriellen Gebäudesanierung führen. Abschließend ist ein Ergebnisvergleich des Systems mit einer professionellen Luftdichtheitsprüfung nach Stand der Technik geplant. SONOTEC fokussiert sich im Rahmen des kombinierten Prototyps des Messsystems auf die Entwicklung der Hardware der Ultraschallquelle.

Abschätzung möglicher Kohlenstoff-Leakage-Effekte des Klimaschutzgesetzes und Bewertung von Vorschlägen zu deren Vermeidung

Im Vorhaben CarbonLeak sollen die Auswirkungen von Klimaschutzmaßnahmen im LULUCF-Sektor in Deutschland und Europa auf globale Agrar- und Holzmärkte untersucht werden. Darüber hinaus wird erforscht, welche Nachhaltigkeitseffekte sich über den internationalen Handel in anderen Ländern ergeben könnten, und ob mit Landnutzungseffekten und überraschenden Klimawirkungen oder Problemen für die Politikkohärenz in Drittländern zu rechnen sein wird. Durch die Zusammenarbeit der Thünen Institute für Waldwirtschaft und Marktanalyse werden forst- und landwirtschaftliche Expertise vereint. Führen unterschiedliche Szenarien der Umsetzung von Klimapolitik zu veränderter Produktion von Land und Forstwirtschaft in Deutschland und Europa? Dieser Frage wird in einem ersten Arbeitsschritt nachgegangen. Über die Kopplung der Handelsmodelle Magnet und GFPM werden Konsequenzen europäischer Klimapolitik auf Handelsvolumina innerhalb Europas aber auch aus globaler Perspektive betrachtet. Daraus lassen sich Konsequenzen für Wirtschafts- und Klimapolitik ableiten. Produktionsverlagerung kann aber zu unerwarteten Nebeneffekten (= Leakage) außerhalb Deutschlands oder Europas führen. Im Zentrum einer weiteren Komponente steht daher die Frage ob es durch deutsche oder europäische Klimapolitik zu Produktionsverlagerung und somit zur Gefährdung von Nachhaltigkeitszielen, Klimabilanzen der Landnutzung und Politikkohärenz in anderen Ländern kommen könnte. Produktionsverlagerungs- und Nachhaltigkeitseffekte werden auf globaler Ebene betrachtet. Für eine vertiefte Analyse von Landnutzungsdynamik und Politikkohärenz werden zwei Länder, Brasilien und Indonesien, ausgewählt, die voraussichtlich stark von Produktionsverlagerung betroffen sein werden. Dort werden Stakeholder mit in die Analyse und Diskussion der Endergebnisse einbezogen. Im Endergebnis steht eine Folgenabschätzung der Nettowirkung deutscher und europäischer Klimaschutzpolitik im LULUCF-Sektor aus globaler Sicht.

Methodenentwicklung zur künstlichen Alterung von Propankältekreisen als Voraussetzung für Maßnahmen zur Lebensdauerverlängerung von Wärmepumpen

Aktuell wird die Wärmeversorgung deutscher Haushalte maßgeblich durch Öl- und Gasheizungen bewerkstelligt, was eine starke Abhängigkeit von fossilen Ressourcen bedeutet. Durch ihre Effizienz verhalten sich elektrische Wärmepumpen (WP) deutlich klimafreundlicher und können, wenn mit Strom aus regenerativen Energiequellen betrieben, maßgeblich zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung beitragen. Zusätzlich wird die Nutzung umweltfreundlicher Kältemittel wie z.B. Propan (R290) oder Butan (R600) zunehmend gesetzlich gefördert. Durch die hohe Entzündlichkeit dieser Kältemittel rückt eine dauerhafte, technische Dichtheit ins Zentrum aktueller WP-Entwicklungen. Im Rahmen eines Fraunhofer Plattformprojekts sollen in WP-Resilienz in enger Kooperation mit der Industrie (Hersteller für Haus-WP und Klimagerätehersteller für Schienenfahrzeuge) Methoden zur künstlichen/ beschleunigten Alterung, zielgerichteten Fehlstellenanalyse und Lebensdauerprognose von Propan-Kältekreisen entwickelt werden. Zudem soll eine vereinheitliche Datenbasis für die Risikobewertung von Kältekreisen im Hinblick auf Leckagen und damit verbunden ausströmendes Kältemittel geschaffen werden. Neben Leckagen sollen auch Risiken basierend auf Zündquellen und Unfälle in die Datenbank aufgenommen werden. Durch die zentralen Ergebnisse des Vorhabens soll der Industrie eine Methodik zur Verfügung gestellt werden, um das komplexe Zusammenspiel von Schwingungsanregungen durch den Kompressor, Eigenspannungen nach dem Herstellungsprozess sowie Temperatur- und Druckschwankungen und variierende Umwelteinflüsse (z.B. korrosive Atmosphären) wissenschaftlich und anwendungsnah zu bewerten, wodurch erstmals eine belastbare Lebensdauerabschätzung von hermetischen Kältekreisen möglich wird. Zusätzlich sollen detaillierte Untersuchungen von leckbehafteten Bauteilen eine übersichtliche Datengrundlage zur Durchführung von Risikobewertungen für Kältekreise ermöglichen, die zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben ist.

Ganzheitliche Produkt- und Prozessentwicklung von skalierbaren Bipolarplatten zur Umsetzung von innovativen Brennstoffzellen für CO2- neutrale Anwendungen, Teilvorhaben: Entwicklung 3 innovativer Verfahren für die Dichtheitsprüfung von skalierbaren Bipolarplatten (BPP)

Aktuell bedienen einzelne PEM-Brennstoffzellen (PEMFC) Leistungsbereiche von 95 bis max. 250kW. Dies ist jedoch für Luft-, Marine- und Schienenanwendungen sowie für stationäre Stromerzeugungssysteme nicht ausreichend, was ein Hindernis für die Energiewende darstellt. Für solche Anwendungen wären PEMFC mit einem Leistungsbereich von mind. 1 Megawatt und einer relativ hohen Lebensdauer erforderlich. Solche Leistungsanforderungen könnten allerdings nur mit skalierten PEMFC mit einer Flow Field Fläche der Bipolarplatten (BPP) von mind. 1.000cm² erzielt werden. Da BPP in solchen Größenordnungen heute aber aus technologischen sowie wirtschaftlichen Gründen nicht herstellbar sind, muss hierfür die gesamte Produkt- und Prozessentwicklung neu gedacht werden, was den Forschungsinhalt von 'BiPro2Scale' darstellt. Im Projekt werden hierfür aus produkttechnischer Sicht neue Ansätze für eine homogene Medienzufuhr und -verteilung erarbeitet. Fertigungstechnisch werden neue Umformverfahren entwickelt, um die hohen benötigten Prägekräfte zu reduzieren. Weiter werden neue Beschichtungen und entsprechende Applikationsverfahren zur Erhöhung der BPP-Lebensdauer entwickelt. Hinsichtlich der Fügetechnik werden neue Spannkonzepte sowie Fügeverfahren erprobt, die BPP in dieser Größenordnung maßhaltig fügen können. Für die Dichtheitsprüfung werden neue Prüfverfahren für skalierte BPP inklusive der erforderlichen Dichtungsapplikation erarbeitet. Dabei werden in 'BiPro2Scale' neben den technologischen Herausforderungen stets auch die Produktionskosten sowie die Produktperformance berücksichtigt. Für die Dichtheitsprüfung von skalierbaren Bipolarplatten (BPP) werden drei innovative Verfahren entwickelt: Ein elektrisches Verfahren erkennt Leckagen durch Überschläge im Prüfmedium, ein Quadrupolmassenspektrometer (QMS) detektiert kostengünstige Spurengase präzise, und ein Differenzdruckmesssystem erfasst kleinste Druckänderungen für eine schnelle Leckageerkennung.

Passive vakuumbasierte Handhabung mittels bionischer Wirkprinzipien, Teilvorhaben: Biomimetisches Design

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