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Untersuchung der katalytischen Prozesse in Elektrolyse- und Synthesereaktionen (im Verbundprojekt: Entwicklung eines tubularen Dampf-Elektrolyseurs mit integrierter Kohlenwasserstoffsynthese)

Im Rahmen der in Deutschland stattfindenden Energiewende werden zur Substituierung fossiler Energieträger zunehmend erneuerbare Energien eingesetzt. Die regelmäßige Verfügbarkeit dieser Energiequellen ist nur bei einem kleinen und kaum erweiterbaren Teil, hauptsächlich der Wasserkraft und der Biomasseverwertung, gegeben. Die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger der erneuerbaren Energien (Wasserstoffwirtschaft) erscheint aufgrund hoher Anfangsinvestitionen zur Umrüstung der auf Kohlenwasserstoffen basierenden Energieinfrastruktur sowie der geringen volumetrischen Energiespeicherdichte des Wasserstoffs problematisch. Eine interessante Möglichkeit zur Lösung der Speicherproblematik bei gleichzeitiger Beibehaltung der vorhandenen Infrastruktur besteht in der Herstellung von Methanol aus Kohlendioxid und Elektrolyse-Wasserstoff, der mittels erneuerbarer Energien erzeugt wird. Durch eine stoffliche Nutzung von Kohlendioxid lassen sich in Folge CO2 ?Emissionen mindern, und CO2 wird dadurch in einem Kreislauf genutzt, ohne dass die Atmosphäre durch zusätzliche Emissionen belastet wird. Für die Umsetzung dieses Konzepts müssen geringe Systemkosten bei hohen Wirkungsgraden erreicht werden. Beide Kriterien sprechen für die Nutzung der Hochtemperaturelektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff für eine anschließende Kohlenwasserstoffsynthese. Bisher wurden in Hochtemperatur?Elektrolyseuren sauerstoffleitende Elektrolyte verwendet. Das Teilvorhaben der Professur für Technische Thermodynamik innerhalb des Verbundprojektes umfasst die Charakterisierung der eingesetzten Katalysatoren sowie deren Wirkungsweise und die Untersuchung der katalytischen Prozesse mit experimentellen Methoden. Damit soll der Gesamtprozess hinsichtlich der Katalysatoren optimiert werden.

Platinbestimmung von Membran- Elektroden- Einheiten aus Brennstoffzellen

Die genaue Kenntnis der Platingehalte von Membranen aus Brennstoffzellen ist für einen Aufbereitungsprozess und vor allem zur genauen Berechnung der Wertschöpfung von großer Bedeutung. Auf Grund der chemischen Zusammensetzung, vor allem durch erhöhte Fluorfrachten, wird die genaue Analytik, aber auch die Aufbereitung, erschwert. Im Mittelpunkt dieses Forschungsprojektes stand deshalb die Prüfung von Probenahme, Probenaufbereitung und Analytik hinsichtlich ihrer Eignung bei der Bestimmung von Platingehalten der Membran- Elektroden Einheiten. Es konnte dabei gezeigt werden, dass die größten Probleme erwartungsgemäß bei der Probenvorbereitung und -aufbereitung auftreten. Bei der anschließenden vergleichenden Analytik lagen die Messwerte sehr eng beieinander, so dass keinem der Verfahren hier der Vorrang gegeben werden kann. Auf Grund der gewonnenen Erkenntnisse in der Probenaufbereitung konnten abschließend auch einige Vorschläge für einen Aufbereitungsprozess zusammengestellt werden.

Virtual und Augmented Reality in der elektrischen Energieversorgung, Teilvorhaben: Transfer von immersiven Technologien in die Aus- und Weiterbildungsstrukturen der Energiewirtschaft

Im Rahmen des Forschungsprojekts VARele wird ein virtuelles Energiesystem auf Basis von Virtual Reality (VR) entwickelt, in dem elementare Anlagen und Handlungsabläufe innerhalb des Verteilungsnetzes auf Hoch- und Mittelspannungsebene abgebildet und interaktiv erlebbar gemacht werden. Der Fokus liegt dabei auf einer detaillierten Abbildung von Umspannanlagen, intelligenten Ortsnetzstationen in Smart-Grid-Systemen und Übertragungssystemen, wie z.B. Hochspannungs- und Mittelspannungs-Freileitungs- und Kabelsystemen. Durch einen modularen Aufbau der VR-Szenarien werden Erweiterungen, wie z.B. eine Integration von Power-to-X-Technologien oder dezentralen Erzeugungsanlagen ermöglicht, die in zukünftigen Energiesystemen eine zentrale Rolle spielen werden. Mithilfe des virtuellen Energiesystems sollen relevante kooperative Lernsituationen geschaffen werden, die im Aus- und Weiterbildungsbereich dazu beitragen, Fach- und Führungskräfte der Energiewirtschaft optimal und effizient zu schulen.

Elbe Element Explorer 2018-2023: A time series of dissolved metals in the Elbe river

The river Elbe flows through Geesthacht right before the tidal part of the Elbe begins. In order to monitor and investigate the metal load and transport from the upstream river with a study focus on extreme events, water samples were taken weekly from the Geesthacht riverbank a couple of kilometers upstream of the weir starting in April 2018 and going until April 2023. During extreme events, i.e. floods or droughts, the sampling interval was increased to (bi-)daily sampling. The water samples were taken in pre-cleaned LDPE bottles, filtered over <0.45 µm polycarbonate filters into pre-cleaned LDPE bottles/tubes and acidified with nitric acid. The filtrates were then measured for their (trace) metal concentrations with ICP-MS/MS coupled online to a seaFAST preconcentration and matrix removal system. The physiochemical parameters pH value, dissolved oxygen, temperature and conductivity were measured for each sample using a corresponding multimeter probe.

Zukunft und Potenziale der Energiewende

Bedeutung von Regel- und Speicheranlagen, Batteriespeicher, Kraft-Wärme-Kopplung, Biogas über das regionale Erdgasnetz, Etablierung des Energiemarkts, Energiepark Pirmasens, Pilotphase Power-to-Gas-Anlage, Herausforderungen im Regel- und Speichermarkt, Sektorenkopplung in den Bereichen Wärme und Mobilität, verfügbaren Techniken, Chancen; Berichterstattung der Landesregierung im Ausschuss für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten

Gaskraftwerke und die Gasversorgung im Zuge der Energiewende

Anzahl und Leistung der konventionellen Gaskraftwerke, Stromentstehungskosten, Planung, Bau, Baustopp wegen Unrentabilität, Anzahl der Reservekraftwerke, Anzahl und Leistung der Biogaskraftwerke und Power-to-Gas-Anlagen; Berichterstattung der Landesregierung im Ausschuss für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten

Erstellung von 'Environmental Health Criteria' Dokumenten (IPCS/WHO)

Im Rahmen des Internationalen Programms fuer Chemische Sicherheit (IPCS) wird an der Erstellung mehrerer Baende der Schriftenreihe 'Environmental Health Criteria Documents' als 'leading institution' gearbeitet. Unter gemeinsamer Verantwortung wird die Reihe vom 'United Nations Environmental Programme' (UNEP), der 'International Labour Organisation' (ILO) und der 'World Health Organization' (WHO) herausgegeben. Ziel der Kriteriendokumente ist es, vorhandene Informationen ueber eine definierte Chemikalie oder Stoffgruppe zu sammeln, sie zu ueberpruefen und sie zu bewerten. Damit soll eine wissenschaftlich fundierte Grundlage geschaffen werden, die besonders in den Entwicklungslaendern politische Entscheidungen ermoeglicht, um Mensch und Umwelt vor nachteiligen Folgen einer entsprechenden Exposition zu schuetzen.

Bestimmung von Edelmetallen und ihren Spezies in biologischen Proben mittels Atomfluoreszenzspektrometrie, Laserablation mit ICP-MS und Atomabsorptionsspektrometrie

Die anthropogene Verbreitung der Edelmetalle durch die Nutzung vornehmlich als Katalysator in der chemischen Industrie und in Kraftfahrzeugen hat bereits zu messbaren Veraenderungen der Edelmetallgehalte in Umweltproben gefuehrt. Ein systematischer Ueberblick ueber die Veraenderungen und deren Auswirkungen auf Lebewesen ist noch nicht machbar, da zu wenige Untersuchungen vorliegen. Fuer das Element Platin sind, zumindest fuer die Verbreitung in der Umwelt, einige Aussagen verfuegbar. Fuer die Metalle Palladium, Rhodium und Iridium sind Untersuchungen nur ansatzweise zu finden. Praktisch keine Aussagen sind ueber die Bindungszustaende zu erhalten. Angaben ueber die vorkommenden Metallspezies sind aber fuer die Kenntnis der Wirkungsmechanismen dieser Metalle auf Lebewesen wichtig. Ziel des Projektes ist die Charakterisierung von Umweltproben, speziell biologischer Proben, bezueglich ihrer Gehalte an Edelmetallen und deren Spezies.

Platin - Umwelt- und Arbeitsmedizinische Untersuchungen

Ziel: Erfassung der inneren Belastung von Personen mit unterschiedlicher Exposition gegenüber Platin (Umwelt, Arbeitsplatz, Krebstherapie). Methodik: Bestimmung der Platinkonzentration in Urinproben mittels Voltammetrie. Ergebnisse: Da das Edelmetall Platin ubiquitär vorhanden ist, sind auch im menschlichen Körper entsprechende Spuren vorhanden. Neben Getränken und Nahrungsmitteln kann Platin vor allem durch platinhaltige Goldlegierungen aufgenommen werden. Eine Aufnahme über die Atmung durch platinhaltige Autoabgase (Abrieb aus Dreiwegekatalysator) tritt zwar auf, ist aber aufgrund der niedrigen Luftkonzentrationen (5 - 50 pg/m3) sehr gering. In der Arbeitsmedizin gibt es schon seit 70 Jahren Berichte über Sensibilisierungen. Um diese Gefährdung besser zu erfassen, eignet sich die Bestimmung der Platinkonzentration im Urin besser als umfangreiche Luftmessungen. In der Chemotherapie werden die Platinverbindungen Cisplatin und Carboplatin eingesetzt, wobei die Urinausscheidung von Patienten - auch 8 Jahre nach der letzten Therapie - noch 500-fach über dem Median der Normalbevölkerung liegt.

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Horizontale Echoverteilung

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