335598 research outputs found
Sort by
Self-Supervised Learning Strategies for a Platform to Test the Toxicity of New Chemicals and Materials
No full textHigh-throughput toxicity testing offers a fast and cost-effective way to test large amounts of compounds. A key component for such systems is the automated evaluation via machine learning models. In this paper, we address critical challenges in this domain and demonstrate how representations learned via self-supervised learning can effectively identify toxicant-induced changes. We provide a proof-of-concept that utilizes the publicly available EmbryoNet dataset, which contains ten zebrafish embryo phenotypes elicited by various chemical compounds targeting different processes in early embryonic development. Our analysis shows that the learned representations using self-supervised learning are suitable for effectively distinguishing between the modes-of-action of different compounds. Finally, we discuss the integration of machine learning models in a physical toxicity testing device in the context of the TOXBOX project
Sind Maschinen Teil der extremistischen Kommunikation? Auswirkungen der Verbreitung generativer KI auf das Radikalisierungsgeschehen und mögliche zukünftige Entwicklungen
No full textSynthese von aromatenfreiem Benzin und Kerosin mittels heterogen katalysierter (Co-)Oligomerisierung methanol-basierter Olefine
No full textDie EU hat mit der RED III ambitionierte Ziele zur Einführung regenerativer Energien in allen Verkehrssektoren ausgerufen, wodurch die Notwendigkeit der Herstellung erneuerbarer, emissionsarmer Kraftstoffe verdeutlicht wird. Aromatenfreie Kraftstoffe aus nachhaltigen Quellen bieten durch die Reduktion der Partikelemissionen das Potential zur Erfüllung dieser Ziele. Jedoch bringen Aromaten auch Vorteile, wie hohe Octanzahlen oder Dichten bei Benzin mit sich und führen zum Aufquellen von Dichtungen in der Luftfahrt. Um aromatenfreie und damit emissionsarme Kraftstoffe aus erneuerbaren Quellen herzustellen, wurde in dieser Arbeit die Co-Oligomerisierung von Gemischen kurzkettiger Olefine mit Kohlenstoffkettenlängen von C2-4 zu Oligomeren im Bereich von Benzin und Kerosin untersucht. Die Olefine können durch Methanol oder höhere Alkohole mittels Dehydratisierung bereitgestellt werden, wie bspw. durch den bereits großtechnisch etablierten Methanol-to-Olefins-Prozess (MtO). Die Abwesenheit der Aromaten in den Kraftstoffen muss jedoch durch hohe Verzweigungsgrade der synthetischen Oligomere kompensiert werden, um die Anforderungen der jeweiligen Normen zu erfüllen.
Im Labormaßstab wurden dafür zunächst die Homo-Oligomerisierungen von Propen und Butenen an mesoporösen Silica-Alumina-Materialien untersucht, um die Grundlagen für die anschließende Co-Oligomerisierung von Olefinmischungen zu schaffen. Die Experimente wurden dabei stets bei milden Temperaturen von 120 °C durchgeführt, um hauptsächlich die ganzzahligen Vielfache der Monomere zu bilden und Nebenreaktionen wie die Aromatenbildung zu unterdrücken. Dabei zeigte sich durch eine Variation der Verweilzeit, dass die Butene im Vergleich zu Propen aufgrund von höher substituierten Carbeniumionen reaktiver sind. Zudem bevorzugen Butene den säure-katalysierten Reaktionsmechanismus, während Propen auch an Nickel-Zentren oligomerisiert und durch eine Nickelbeladung sogar eine Umsatzsteigerung erzielt werden konnte. Jedoch reduziert Nickel die Dichte an Brønsted-sauren Zentren, wodurch die durchschnittliche Kettenlänge der Oligomere, sowie deren Verzweigungsgrad und damit auch die Kraftstoffqualität sinkt. Allgemein ist es möglich, durch die Anpassung der Reaktionsbedingungen Selektivitäten zu Benzin und Kerosin von insgesamt bis zu 95 % zu erzielen. Der Einsatz des hochverzweigten iso-Butens zeigt zusätzliches Potential zur Verbesserung der Kraftstoffqualitäten und deren Ausbeuten.
In dieser Doktorarbeit lag der Fokus auf Co-Oligomerisierung verschiedener methanol-basierter Olefingemische untersucht. Bei der Co-Oligomerisierung eines typischen MtO-Produktgemisches, bestehend aus Ethen, Propen und Butenen, wurden vergleichbare Einflüsse der Parametervariationen wie bei den Homo-Oligomerisierungen beobachtet. Es entsteht hierbei jedoch ein breiteres Produktspektrum mit geringeren Selektivitäten zu spezifischen Kettenlängen aufgrund der Zunahme verfügbarer Oligomerisierungspfade durch die unterschiedlichen Olefine. Die Ausbeute an Benzin und Kerosin liegt dabei dennoch stets bei über 90 %. Ohne Nickel reagierte Ethen nicht mit höheren Olefinen, wodurch eine Co-Oligomerisierung von Propen und Butenen vorliegt und Ethen im Produktgas angereichert wird. Durch die Reihenschaltung eines nickelbeladenen und eines nickelfreien Katalysators kann Ethen ebenfalls umgesetzt und der negative Einfluss des Nickels auf die Kraftstoffeigenschaften unterdrückt werden. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurden Reaktionsnetzwerke für nickelhaltige und nickelfreie Katalysatoren entwickelt und die Möglichkeiten zur gezielten Synthese spezifischer Kraftstofffraktionen dargestellt. Zuletzt wurden Langzeitexperimente durchgeführt. Dabei weist der Katalysator mit zunehmender Time on Stream eine fortschreitende Deaktivierung durch Verkokung und damit eine Blockade aktiver Zentren auf, welche durch thermische Behandlung rückgängig gemacht werden kann. Die dabei hergestellten Benzine und Kerosine weisen sehr gute Kraftstoffeigenschaften auf und bieten folglich die Möglichkeit der direkten Beimischung erneuerbarer Anteile in den aktuellen Kraftstoffpool.
Abschließend wurden Prozesssimulationen und eine ökonomische Bewertung des gesamten Verfahrens beginnend bei Methanol durchgeführt. Dabei wurden vier verschiedene Oligomerisierungsszenarien verglichen, deren prozesstechnische Differenzen allerdings nur geringe Unterschiede bzgl. der Gestehungskosten der Kraftstoffe zur Folge haben. Mit einem Anteil von bis zu 77 % trägt das erneuerbare Methanol den Hauptteil zu den finalen Kraftstoffpreisen bei
Corrigendum-Rock Mechanics Parameters of Boreholes in the Vicinity of the Enguri High Arch Dam in Georgia
No full textThis study presents parts of the research conducted within the DAMAST and DAMAST-Transfer projects, specifically focusing on rock mechanics tests at the KIT-Spartak and KIT-2 boreholes. Most analyses, including uniaxial compression tests to determine the rock density, unconfined compressive strength (UCS) and Young\u27s modulus, were conducted by the Institute of Soil Mechanics and Rock Mechanics laboratory at KIT. More information on the DAMAST and DAMAST-Transfer project on https://www.damast-caucasus.de/. A project overview is also given in Niederhuber et al. (2024)
Benchmarking Permeability Predictions for an Engineered Reference Medium: Toward Calibration of Permeability Rigs
No full textZwischen Datenpaketen und Detektivarbeit – wie WLAN uns verraten kann
No full textWenn jemand weiß, wie sich alltägliche Technologie plötzlich wie ein kleiner Spion anfühlen kann, dann Julian Todt – Wissenschaftler am KASTEL – Institut für Informationssicherheit und Verlässlichkeit am KIT. In dieser Folge von „Nachgefragt – wissen, wie’s läuft“, dem Podcast der Gesamtkommunikation des KIT, spricht Moderatorin Gabi Zachmann mit ihm darüber, wie WLAN-Signale weit mehr über uns verraten können, als wir denken – und warum das gleichzeitig faszinierend und beunruhigend ist.
Von „Kann mein WLAN sehen, ob ich im Wohnzimmer bin?“ über „Was sagt mein Smartphone aus, auch wenn ich es gar nicht benutze?“ bis hin zu „Wie schützen wir uns vor unerwünschten Datenblicken?“ – Julian erklärt, wie aus unsichtbaren Funkwellen Muster entstehen, die unser Verhalten interpretieren können.
Hier gibt’s überraschende Einblicke in die Welt der Side-Channel-Analysen, spannende Anekdoten aus der Forschung und den einen oder anderen Aha-Moment darüber, wie gläsern wir in einer vernetzten Welt wirklich sind. Eine Folge zwischen Technik, Privatsphäre – und der Erkenntnis, dass selbst die Luft um uns herum Geschichten erzählt