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Seasonal (years 2020-2021) dynamics in pore water composition under impact of submarine groundwater discharge in front of a coastal peatland, southern Baltic Sea

The data set contains the results for the porewater composition of samples, collected from different (up to 11) depths (down to 4.5 mbsf) at two sites in front of the Hütelmoor, southern Baltic Sea. Porewater was under impact by submarine groundwater discharge and collected during 6 field campaigns in years 2020 and 2021 using permanent multi-port samplers. Stable isotope signatures (H, C, O, S), major, and trace element data are presented to characterize the mixture between the endmembers freshwater and the brackish surface water component, superimposed by benthic diagenesis.

Biogeochemical variables from a Multidisciplinary BASS Mesocosm Study at Wilhelmshaven, 2023

This dataset contains biogeochemical variables measured during the same mesocosm experiment at Sea Surface Facility (SURF) in Wilhelmshaven, Germany (53.5148° N, 8.1461° E) in 2023. Variables include surfactants and nutrient concentrations, chlorophyll a, pigments, particulate and dissolved organic carbon and nitrogen, and several other biogeochemical parameters. These data complement the daily averaged physical parameters (PANGAEA DOI: https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.983975) and together support the assessment of ecosystem and biogeochemical dynamics associated with the experiment, as described in the related publication Bibi et al., 2025.

Neuartiger Leichtbaustahl - Errichtung einer Produktionsanlage für Stahlbänder

Das Projekt wird an zwei Unternehmensstandorten durchgeführt: Eine neuartige Bandgießanlage zur Herstellung von Vorbändern wird in Peine errichtet. Dort sollen neue, hochfeste Stahlwerkstoffe mit hohem Mangan-, Silizium- und Aluminium-Gehalten hergestellt werden. In Salzgitter wird eine vorhandene Walzanlage zur Weiterverarbeitung der Vorbänder umgebaut. Bei der Herstellung von Leichtbaustählen sollen etwa 170 kg CO2 pro Tonne Warmband eingespart werden. Bezogen auf das Produktionsvolumen der geplanten Anlage (25.000 Tonnen) ergibt das eine CO2-Einsparung von 4.250 Tonnen pro Jahr. Darüber hinaus werden erhebliche Energieeinsparungspotenziale in der Stahl verarbeitenden Industrie erwartet. Beim Einsatz beispielsweise in Kraftfahrzeugen rechnen Experten mit einer Kraftstoffreduzierung von ca. 0,2 Liter / 100 km bzw. ca. 8 g CO2 / km. Das entspricht umgerechnet auf die produzierte Jahresmenge an Stahl etwa 8 Millionen Kraftstoff jährlich.

Forschergruppe (FOR) 1525: INUIT - Ice Nuclei research UnIT, Chemische und mineralogische Charakterisierung von Eisnuklei und Eisresiduen

Vorkommen, Häufigkeit, chemische Zusammensetzung und Mischungszustand jener Aerosolpartikel in der Erdatmosphäre, an denen sich durch heterogene Nukleation in unterkühlten Wolken Eis bilden kann (Ice Nucleating Particles = INP), werden experimentell untersucht. Diese Informationen sind wichtig für das Verständnis der Niederschlagsbildung, und finden in parametrisierter Form Eingang in meteorologische Modelle zur Vorhersage des Niederschlages. Das Projekt verwendet hierbei im Wesentlichen physikalische Methoden zur Identifikation und Isolation der Partikel aus der Atmosphäre, und nachfolgend elektronenmikroskopische Methoden zur mineralogischen Analyse einzelner Partikel. Die Identifikation jener wenigen Aerosolpartikel (ca. 1 von 10.000 bis 1 von 100.000), die Eisbildungsfähigkeit besitzen, erfolgt, indem eine Aerosolprobe einer Unterkühlung unter 0°C und Wasserdampfübersättigung ausgesetzt wird, und die an INP entstehenden Eiskristalle fotografiert und gezählt werden. Es werden sowohl Aerosolpartikel aus luftgetragenem Aerosol untersucht (aus dem Eiskeimzähler FINCH) wie auch Partikel, die aus einer Luftprobe auf einem Silizium-Probenträger niedergeschlagen und danach als INP identifiziert wurden (Eiskeimzähler FRIDGE). Eine dritte und vierte Methode (Ice-CVI und ISI) isolieren eisbildungsfähige Partikel, indem aus einer angesaugten Probe von Wolkenluft die Eiskristalle strömungstechnisch von den übrigen Luftbestandteilen getrennt werden. Alle Eiskeimproben werden im Rasterelektronenmikroskop auf Größe, Morphologie, Mischungszustand und chemische Zusammensetzung untersucht und die Ergebnisse der verschiedenen Ansätze verglichen. In Feldexperimenten werden Atmosphärenproben verschiedener geographischer Provenienz (Mitteleuropa, Forschungsstation Jungfraujoch, Wüstenstaub, Vulkanstaub) erhalten. In Laborexperimenten wird mit vorher gesammelt und charakterisierten Modellsubstanzen gearbeitet. Weiterhin wird durch tägliche Messungen der Anzahl-Konzentration und Zusammensetzung von Eiskeimen am Taunus Observatorium nahe Frankfurt über einen längeren Zeitraum untersucht, ob es Saisonalitäten, bevorzugte Quellgebiete (z.B. Wüsten, Industrie, etc.) und biologische Einflussfaktoren (z.B. Pollen, Pflanzenabrieb, Bakterien) für das Vorkommen von Eisnuklei gibt.

Perowskit auf Q.antum (NEO) Tandemzellen 2, Teilvorhaben: Entwicklung skalierbarer Perowskitabsober und ETL Kontaktsysteme

Metall-Halogenid Perowskite werden als die herausragende Materialklasse in der Photovoltaik für zukünftige Hocheffizienz-Solarzellen angesehen, weil diese kostengünstig und skalierbar mit der bewährten Silizium Technologie in Tandemsolarzellen kombiniert werden können. In den letzten Jahren gab es immensen Entwicklungserfolge. So werden im Labormaßstab heute 32,5 % Wirkungsgrad erzielt (Weltrekord durch das HZB) und skalierte Tandemzellen mit knapp 27 % wurden im industriellen Maßstab gezeigt. Derzeit werden diese Ergebnisse noch vorwiegend mit Silizium Heterokontakt Bottomzellen erzielt, die bisher noch einen kleinen Marktanteil besitzen. Einige Teams aus Wissenschaft und Industrie, darunter auch die Antragsteller im vorherigen Projekt PeroQ, konnten aber erstaunliche Wirkungsgradsteigerungen für Perowskit/Silizium Tandemsolarzellen mit PERx/TopCon Bottomzellen zeigen und damit das hohe Potential dieser massenmarkttauglichen Technologie demonstrieren, indem der Meilenstein 'Tandemzelle auf einer Q.antum Bottomzelle' mit 28,7 % Wirkungsgrad demonstriert wurde, was gegenwertig der Rekord für diese Art Zelle ist. Ziel in diesem Folgeprojekt PeroQ2 ist es nun, dass der Zell- und Modulhersteller Qcells zusammen mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin und die Universität Potsdam den in PeroQ gelegten Grundstein für die Perowskit/Silizium Tandemtechnologie auf PERCx/TopCon Bottomzellen weiter auszubauen und auf höhere Technology readiness level (TRL) hebt, indem massenfertigungstaugliche Prozesse und Materialien eingesetzt werden, nämlich aufgedampfte Perowskit-Absorber und neuartige Elektronenkontakte (ETL) (Arbeiten des HZB). Prozesse sollen in die Industrie übertragen und die Zellfläche soll auf volle Waferfläche skaliert werden. Hinreichende Langzeitstabilitäten sollen realisiert und Verlustmechanismen erforscht werden, um die Grundlage für weitere Leistungsverbesserungen zu legen. Als Ziel strebt das Konsortium eine Tandemeffizienz von 28 % auf vollem Wafer an.

Charakterisierung, Transport und Deposition von Silica-Polymeren in ausgewählten monocotyledonen und dicotyledonen Holzgewächsen

Si-Einschlüsse in holzbildenden Pflanzen sind vielfach beschrieben und dienen für verschiedene chemische und biologische Fragestellungen als wichtiges Merkmal. Über Aufnahme, Transport und Deposition liegen jedoch nur lückenhafte Kenntnisse vor. Im Vorhaben sollen folgende Themenkomplexe bearbeitet werden: i) Aufnahme und Ferntransport, ii) Primärausscheidung, iii) Struktur und chemische Komposition. Als Objekte sind Bambus (Monocotyledone) sowie tropische Laubbaumarten (Dicotyledone) vorgesehen. Chemische Analysen (IR und Raman, simultane Thermoanalyse/STA, Thermogravimetrie/TG, Differential Thermoanalyse/DTA, Massenspektrometrie/MS, Si K-XANES-Spektroskopie) werden zur Identifizierung der Aufnahme- und Ferntransportform an Wurzelgewebe und Kapillarsaft durchgeführt sowie an Geweben der Deposition. Mit Licht- und Elektronenmikroskopie werden Si-Verbindungen in den Zielzellen lokalisiert, Kompartimenten zugeordnet (intrazellulärer Transport) und mit TEM/EDX und TEM/EELS charakterisiert. Für Bambus wird beispielhaft die extrazelluläre Deposition in der Zellwand untersucht, um Befunde zu Wechselwirkungen zwischen organischer Matrix und Si-Einlagerung zu erhalten. Folgende Ergebnisse werden erwartet: i) Identifizierung der Si-Transportform in Wurzel und Kapillarsaft, ii) Lokalisierung und Identifizierung deponierter Si-Verbindungen, iii) feinstrukturelle Charakterisierung Si-deponierender Zellen und nicht-deponierender Nachbarzellen.

Grundwassermessstelle APP_GWMN_197

Dieser Datensatz beschreibt die Grundwassermessstelle APP_GWMN_197 in Schleswig-Holstein. Die Messstelle liegt im Grundwasserkörper ST15 : Trave - Nordwest. Es liegen insgesamt 45353 Messwerte vor. Es liegen außerdem 3 Probenentnahmen vor (siehe Resourcen).

Seawater carbonate chemistry and mass fluxes and elemental composition of particulate export in KOSMOS mesocosm experiments (2010-2014)

Diatoms account for up to 40% of marine primary production and require silicic acid to grow and build their opal shell. On the physiological and ecological level, diatoms are thought to be resistant to, or even benefit from, ocean acidification. Yet, global-scale responses and implications for biogeochemical cycles in the future ocean remain largely unknown. Here we conducted five in situ mesocosm experiments with natural plankton communities in different biomes and find that ocean acidification increases the elemental ratio of silicon (Si) to nitrogen (N) of sinking biogenic matter by 17 ± 6 per cent under pCO2 conditions projected for the year 2100. This shift in Si:N seems to be caused by slower chemical dissolution of silica at decreasing seawater pH. We test this finding with global sediment trap data, which confirm a widespread influence of pH on Si:N in the oceanic water column. Earth system model simulations show that a future pH-driven decrease in silica dissolution of sinking material reduces the availability of silicic acid in the surface ocean, triggering a global decline of diatoms by 13–26 per cent due to ocean acidification by the year 2200. This outcome contrasts sharply with the conclusions of previous experimental studies, thereby illustrating how our current understanding of biological impacts of ocean change can be considerably altered at the global scale through unexpected feedback mechanisms in the Earth system.

XRF logging data from Nussloch loess cores

The Nussloch Drilling Campaign (NUSS) involved drilling three loess sediment cores (85 mm in diameter) on April 21-25, 2019, on top of a loess hill at 49.31°N, 8.73°E, at an altitude of 215 m, close to the most recently described outcrop at the Nussloch reference site in Germany. Downhole logging was performed in the three drilling holes. Core S2, which has the most complete stratigraphy compared to previously published profiles, was analyzed using XRF core scanning. The name of the samples is given as NUSS for Nussloch, S2 for core S2, and C1-C11 for the subcore numbers. Depth is expressed in meters from the topsoil to the lowest level reached during drilling. The XRF data consists of the following elements: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Ni, Br, Rb, Sr, Zr, and Pb, in counts. These raw data counts are followed by the following ratios: Ca/Sr, Rb/Sr, Rb/K, Fe/Al, Fe/Mn, Si/Al, Ti/Al, Ti/Zr, Zr/Rb, and Ca/Al. Measurements were conducted every 1 cm from the top of the sub-cores. The measurements were performed with a resolution of 5mm on the AVAATECH Core Scanner at the EDYTEM laboratory in Chambéry in June 2015. This investigation aimed to conduct a comprehensive coring to acquire a sedimentary archive to ensure the preservation of this distinctive Nussloch record for future research projects.

Water chemistry of Lagrangian samplings of Inland Elbe 2024 (MOSES Hydrological Extremes)

Within the framework of MOSES (Modular Observation Solutions for Earth Systems) and ElbeXtreme, we performed three longitudinal sampling campaigns in the Elbe catchment in 2024. The campaigns covered the German freshwater part, the tidal Elbe river, and the German Bight. Here we present the results of the freshwater river where the sampling was conducted in a Langrangian way according to flow velocity. Physico-chemical and biological parameters were measured along the Elbe from bridges between Bad Schandau (km 12, Czech-German border) and Lauenburg (km 570, close to Hamburg). A particular scientific focus was on (1) nutrients and eutrophication, (2) composition of dissolved organic matter measured by high-resolution mass spectrometry, (3) greenhouse gas measurements, and (4) micropollutants. This was done during a winter flood event in January, a summer drought in July, and a second smaller flood in September 2024.

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