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Vorbereitung einer Produktionsinfrastruktur für e Kerosin und Koppelprodukte für Verarbeitung/Produktion/ Qualitätssicherung und Logistik am Beispiel der MiRO
No full textIn dem vorliegenden Projekt „Vorbereitung einer Produktionsinfrastruktur für e-Kerosin und Koppelprodukte für Verarbeitung/Produktion/Qualitätssicherung und Logistik am Beispiel der MiRO“ wurde eine geeignete Infrastruktur für Produktion und Logistik am Beispiel der Mineraloelraffinerie Oberrhein (MiRO) konzipiert und bewertet. Die der Studie zugrundeliegende Annahme ist eine Produktion von erneuerbar erzeugtem Kerosin (re-Kerosin, z.B. auf Basis von Methanol am Standort MiRO) zur Versorgung der Flughäfen Stuttgart (STR) und Flughafen Karlsruhe/Baden-Baden (FKB). Der Produktionshochlauf der Kerosinbedarfe des Landes Baden-Württemberg wurde anhand aktueller Zahlen und Entwicklungen modelliert und den Betrachtungen zugrunde gelegt.
Um sowohl eine flexible Anpassung des Produktspektrums der MiRO an den langfristig sich entwickelnden Bedarf zu ermöglichen, wurden im Projekt die Auswirkungen der Prozessparameter der reFuels-Prozesse auf die Ausbeute der verschiedenen Kraftstoffe sowie die dabei erzielte Produktqualität untersucht.
Entwicklung eines Vorhersagemodells für die Teilproduktverteilung und Qualität der Syntheseprodukte einer re-Kerosin-Synthese
Fischer-Tropsch-Prozesse als auch Methanol-basierte Prozesse sind Syntheseprozesse für re-Kerosin mit hohem Technologie-Reifegrad. Die Variabilität der Produktion wurde ausgehend von vorangegangenen Erfahrungen1, Ergebnissen der Literatur und experimentellen Untersuchungen Methanol-basierte Prozesse analysiert. Die Wahl der Prozessparameter beeinflusst sowohl die Ausbeute an re-Kerosin in der Summe der Syntheseprodukte, als auch seine Eigenschaften. Basierend auf diesen Analysen wurde ein Modell erarbeitet, dass die Produktspektren für unterschiedliche Prozessparameter vorhersagen kann. Damit wird die Grundlage für eine gezielte, produktflexible Steuerung des Prozesses gelegt. Weiterhin wurde
Optimierung der Ausbeute des re-Kerosins aus der Menge der Teilprodukte
mit Blick auf das im ersten Arbeitspaket erarbeitete Modell untersucht, wie durch gezielte Anpassung der Produktionsparameter und der Produktaufbereitung das Produktspektrum einer e-Methanolbasierten reFuels-Produktion gezielt angepasst und qualitativ optimiert werden kann. Die Analyse der jeweiligen Teilprodukte erfolgte mit Blick auf die Bereitstellung spezifikationsgerechter Kraftstoffe (Kerosin, Diesel und Benzin), sowie die physikalischen Parameter, die besonders beim Kerosin ein Qualitätsmerkmal darstellen. Durch die Integration der Produktqualität in die Untersuchungen wird sichergestellt, dass am Ende ein normgerechtes und somit ein verkaufsfähiges Produkt entsteht.
Das so generierte Wissen um den Prozess und die Produkte trägt dazu bei, die Risiken für eine Umsetzung in größerem Maßstab zu reduzieren und erhöht somit die Chancen für eine erfolgreiche kommerzielle Umsetzung. Mithilfe des Modells kann der Prozess weiterhin im Rahmen zukünftiger Studien gezielt optimiert werden, um die Selektivität zu bestimmten Kraftstofffraktionen sowie die Produktqualität zu steigern.
Konzeptstudie zur Entwicklung einer skalierbaren Infrastruktur für Kerosin-Fraktionen unter Berücksichtigung geographischer und technischer Rahmenbedingungen
Basierend auf den Ergebnissen einer bei einem Beratungsunternehmen in Auftrag gegebenen und im kritischen Austausch mit dem KIT und MiRO durchgeführten Studie wurden Konzepte für den Transport, das Blending und die Qualitätssicherung von Sustainable Aviation Fuel (SAF) mit fossilem Kerosin betrachtet. Der Begriff „SAF“ umfasst biobasierte oder strombasierte Kerosinkomponenten. In der Studie wurden sowohl die Effizienz der Logistikkette, wie auch die Liefersicherheit von den Produktionsstandorten bis zu den Flughäfen im Land Baden-Württemberg, bewertet. Dazu wurden zahlreiche Interviews mit relevanten Akteuren aus der Industrie geführt sowie bestehende Regeln und Gesetze evaluiert.
Für den Standort des Kerosin-Blendings wurden vier Möglichkeiten verglichen:
1. Blending @MiRO: Produktion synthetischer Blending-Komponenten (SBC) an der MiRO und Blending des re-Kerosins an der MiRO-Raffinerie,
2. Blending @Tanklager: Produktion synthetischer Blending-Komponenten (SBC) an der MiRO und Blending des re-Kerosins an einem bestehenden Tanklager,
3. MiRO reiner SBC-Produzent: eine reine Produktion synthetischer Blending-Komponenten (SBC) an der MiRO ohne Inverkehrbringung durch die MiRO-Gesellschafter
4. Blending @Airport: Produktion synthetischer Blending-Komponenten (SBC) an der MiRO und die Durchführung von Blending des re-Kerosins am Flughafen.
Das Ergebnis der Studie ist, dass Option 1 mit der MiRO-Raffinerie als Produzent der re-Kerosin Blending-Komponente (SBC-Produzent) und als Dreh- und Angelpunkt unter Berücksichtigung einer Infrastruktur für Kerosin die ökologisch wie auch ökonomisch sinnvollste Möglichkeit darstellt. Dafür muss aber entschieden werden, wie viel fossiles Kerosin die MiRO selbst herstellen wird oder bereit ist in die Raffinerie zu importieren. Option 2 – Blending in einem nahegelegenen Tanklager ist auch eine realisierbare Alternative. Hierbei werden ein oder mehrere Tanklager in die Blending- und Distributionshubs integriert. Diese Tanklager haben schon Jet-, SAF- und Blending-Kompetenzen und -Kapazitäten und sind an der derzeitigen Kerosinversorgung beteiligt. Option 3 fehlt wegen der Notwendigkeit eines offenen Handels der SBC-Komponenten der Vorteil einer gesicherten Lieferung an STR und FKB. Aufgrund von geringem Platzangebot und Sicherheitsbedenken erweist sich Blending am Flughafen als nicht geeignet und schließt Option 4 aus. Für die Flughäfen Stuttgart und Karlsruhe sind weiterhin Standorte für SAF-Blending wichtig, die sich gut anpassen lassen und nah an den Flughäfen liegen. Für die Umsetzung ist an den jeweiligen Standorten in der Regel eine moderate Investition ausreichend. Der Nutzen liegt in der Flexibilität, Versorgungssicherheit und Redundanz der Versorgung
6-4 photolyase differentially modulates transcription in the vertebrate circadian clock
No full textThe cryptochrome-photolyase family, a highly conserved set of flavoproteins, mediates many direct and indirect responses to sunlight. While the photolyases are light-dependent enzymes which catalyze photoreactivation repair of UV-induced DNA damage, the cryptochromes serve as circadian clock components and photoreceptors. Do DNA repair and circadian clock functions overlap in these flavoproteins? While 6–4 photolyase (6–4phr) is well-documented to repair UV-induced 6–4 photoproducts, we demonstrate that loss of 6–4phr function in fish cells and fin clips significantly attenuates circadian rhythms of period gene expression. Importantly, 6–4phr represses, as well as activates transcription directed by E-box and D-box enhancer elements respectively. Furthermore, we document physical interaction between 6–4phr and Clock1/Bmal1 at multiple domains which interferes with Clock1-Bmal1 heterodimerization. In addition, 6–4phr interacts with the D-box binding transcription factor, Tef. Thus, we reveal significant overlap between DNA repair and circadian clock functions in 6–4phr
Efficient accelerator operation with artificial intelligence based optimization methods
No full textPoster of IPAC´25 conference: Tuning injectors is a challenging task for the operation of accelerator facilities and synchrotron light sources, particularly during the commissioning phase. Efficient tuning of the transfer line is essential for ensuring optimal beam transport and injection efficiency. This process is further complicated by challenges such as beam misalignment in quadrupole magnets, which can degrade beam quality and disrupt operations. Traditional tuning methods are often time-consuming and insufficient for addressing the complexities of high-dimensional parameter spaces. In this work, we explore the use of advanced AI methods, including Bayesian optimization, to automate and improve the tuning process. Initial results, demonstrated on the transfer line of KARA (Karlsruhe Research Accelerator) at KIT (Karlsruhe Institute of Technology), show promising improvements in beam alignment and transport efficiency, representing first steps toward more efficient and reliable accelerator operation. This study is part of the RF2.0 project, funded by the Horizon Europe program of the European Commission, which focuses on advancing energy-efficient solutions for particle accelerators
Hybrid Weaving Processes: Reinterpreting traditional weaving techniques through digital fabrication for architectural willow-jute hybrid building elements
No full textInfluence of simulated vs. satellite-based burned areas on modelled terrestrial carbon fluxes
No full textBackground
The Global Carbon Project provides annual updates on anthropogenic and natural components of the Global Carbon Budget. Dynamic Global Vegetation Models (DGVMs) contribute to these estimates and are used to simulate the evolution of terrestrial carbon sinks. However, DGVMs are known to poorly represent disturbances such as fire, leading to uncertainties in estimates of mean, interannual variability (IAV), and trends in land carbon fluxes. To address this issue, we propose a hybrid-process-based assessmentby constraining three DGVMs (OCN, JULES-INFERNO, and ORCHIDEE-MICT) with remotely-sensed burned areas from ESA CCI (FIRECCI51) and climate data from ERA5 reanalysis. We aim to improve the representation of the spatio-temporal variability of regional carbon budgets, namely fire emissions, above-ground biomass carbon (AGC), and vegetation-related variables—leaf area index (LAI) and gross primary productivity (GPP).
Results
Prescribing burned area (BA) in DGVMs reveals contrasting patterns between prognostic (model simulations) and diagnostic (simulations with prescribed BA) runs. As prognostic tends to overestimate BA, particularly across tropical and high-latitude regions, diagnostic simulations correct this issue, by reducing bias and improving the IAV and the agreement with satellite-based datasets of BA and fire emissions in these regions. Moreover, enhanced IAV of AGC is simulated by diagnostic runs, essentially due to better representation of biomass carbon in the mentioned regions. Although moderate improvements are found in LAI and GPP, as the differences between the two runs are more limited, the improvements between prognostic and diagnostic are more evident in their IAV, particularly for LAI, rather than on long-term means, indicating that prescribed fire can improve the representation of some variability patterns.
Conclusions
Prescribing remotely-sensed BA in models can lead to a better representation of global BA, fire emissions and AGC, particularly improving the IAV, reducing bias and enhancing the agreement with satellite datasets. The moderate improvements in vegetation-related variables underscore the need to better constrain fire impacts and vegetation dynamics in models, to enhance the simulation of spatio-temporal variability and dynamics of regional-scale vegetation and carbon-related fluxes
Testing lepton non-unitarity with the next generation of (Germanium-based) CENS reactor experiments
No full textCoherent elastic neutrino-nucleus scattering (CENS) has been experimentally confirmed using neutrinos from pion decay at rest, solar neutrinos and reactor antineutrinos. Future CENS experiments will foreseeable lead to precision measurements which will be a powerful tool to search for new physics beyond the Standard Model. In this work, we investigate possible deviations from unitarity in the leptonic mixing matrix that controls the propagation of active neutrinos. Such deviations may originate from the mixing with additional gauge singlet fermions and depending on their mass scale and mixing, the resulting phenomenology can differ substantially. We explore two well-motivated regimes: the \textit{seesaw limit}, where the new fermions are heavy and kinematically inaccessible, leading to effective deviations from unitarity in the active sector; and the \textit{light sterile limit}, where they are light enough to be produced and participate in neutrino propagation and scattering processes. We show how these scenarios modify both CENS and elastic neutrino--electron scattering (ES), and we present the corresponding sensitivity projections for a future CENS reactor experiment obtained by upscaling the CONUS+ experiment, which reported the first observation of reactor CENS. We identify the leading experimental systematics relevant for such an upscaling and demonstrate the resulting capability to probe TeV-scale new physics. Our results highlight the strong potential of CENS to test the structure of the lepton sector and to search for physics beyond the Standard Model
CsPbCl₃:Yb³⁺ nanocrystals: Adverse effects of colloidally stable ytterbium-rich reaction by-products on luminescent down-conversion performance
No full textSimple macroeconomic forecast distributions for the G7 economies
No full textWe present a simple method for predicting the distribution of output growth and inflation in the G7 economies. The method is based on point forecasts published by the International Monetary Fund (IMF) as well as robust statistics from the empirical distribution of the IMF’s past forecast errors while imposing coherence of prediction intervals across horizons. We show that the technique yields calibrated prediction intervals and performs similar to, or better than, more complex time series models in terms of statistical loss functions. We provide a simple website with graphical illustrations of our forecasts as well as time-stamped data files that document their real-time character
3D‐Printed Hydrogels from Recycled Cellulose for Biomedical Applications
No full textGrowing environmental awareness has led to a shift in focus toward green chemistry and the development of more sustainable materials. Cellulose is one of the most abundant renewable polymers, providing stability and flexibility in plant cell walls. Because of these properties, it has often been used as a base material for textiles, which can be recycled and the cellulose recovered, making it a promising candidate for environmentally friendlier polymer synthesis. Herein, we show a sustainable method for recycling and modifying cellulose to facilitate photochemical crosslinking to attain biocompatible hydrogels under mild reaction conditions, which can thus also be used for the fabrication of complex 3D structures via digital light processing (DLP). This approach presents an excellent technique for the fabrication of customized cell scaffolds for biomedical applications, such as the use as a wound dressing to treat chronic wounds