Gondang: Jurnal Seni dan Budaya
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Abschlussbericht SO298 GEOTRACES-GP11 ; Berichtszeitraum: 30.04.2025-30.11.2025
No full textWir haben die Konzentrationen und ausgewählte Speziationen mehrerer wichtiger Gruppen von Spurenmetallen entlang des äquatorialen Pazifik-Transsekts gemessen, darunter die Auftriebsregion im östlichen Pazifik, der oligotrophe Ozean und die westliche Region, die von Papua-Neuguinea und dem westlichen Schelf beeinflusst wird. Zu diesen Spurenmetallen gehörten: Elemente mit hoher Feldstärke (HFSE), Cu und Cu-bindende organische Liganden, konservative Elemente (Mo, U, Rb) und redoxempfindliche Elemente (Cr und V). HFSE (Zr, Nb und Hf) wurden in pikomlaren Konzentrationen gemessen und sind verlgeichbar mit Daten anderer Studien aus dem Pazifik. Die Zr- und Hf-Konzentrationen nahmen mit der Tiefe zu, ebenso wie die Zr/Hf-Verhältnisse. Auch das gelöste Cu nahm an allen Stationen mit der Tiefe zu und wies Konzentrationen auf, die mit anderen Daten aus dem Pazifik übereinstimmten. Für Cu-Liganden wurden keine nennenswerten Trends hinsichtlich der Stationen oder Tiefen beobachtet, und in allen Fällen wurde im Verhältnis zu den Cu-Konzentrationen ein Überschuss an relativ schwachen Cu-Liganden festgestellt. Die Cr-, V-, Mo- und U-Konzentrationen wiesen weniger klar definierte tiefenabhängige Trends auf. In Bezug auf die Meeresregion waren die Mo and U-Konzentrationen im Auftriebsgebiet (östlichen Pazifik) im Vergleich zu den westlichen Regionen etwas niedriger. Dies wurde auch für Mo und U beobachtet jedoch wird hier in Staub als mögliche Quelle für Mo und U im westlichen Pazifik in Erwägung gezogen.
Ein Schwerpunkt der Analysen lag auf der Sauerstoffminimumzone (OMZ). HFSE (Zr, Hf und Nb) zeigten alle eine mögliche negative Korrelation zu Sauerstoff innerhalb der OMZ, möglicherweise aufgrund von Wechselwirkungen mit partikulärem Material. Andererseits stieg Cr in der OMZ im offenen Ozean an, nahm jedoch in der Auftriebsregion ab. Die Cr(III)/Cr(VI)-Verhältnisse zeigten keinen klaren Trend mit Sauerstoff, außer einen positiven in den Schelfstationen. V-Redoxspezies schienen nicht durch gelösten Sauerstoff kontrolliert zu werden, was darauf hindeutet, dass für die Fraktionierung der Cr- und VRedoxspezies andere Faktoren als Sauerstoff eine wichtige Rolle spielen.
Wir konzentrierten uns auch auf die Größenfraktionierung durch sequentielles Filtrieren durch 0,8-, 0,2- und 0,015-μm-Filter. Mo und U sowie Cr waren überwiegend in der kleinsten Größenfraktion <0,015 μm vorhanden. Andererseits wurde bei Cu an zwei Stationen eine große kolloidale Fraktion (0,2 bis 0,8 μm) beobachtet, obwohl diese Größenfraktionierung bei Cubindenden Liganden nicht beobachtet wurde. An einer der Stationen für V wurde ebenfalls eine gewisse Fraktionierung beobachtet, mit einem verringerten V(IV)/Gesamt-V-Verhältnis in der 0,2- bis 0,8-μm-Fraktion, was mit hohen Chlorophyllkonzentrationen korreliert. Somit könnte diese große kolloidale Fraktion eine wichtige Rolle in der Biogeochemie von Spurenmetallen in dieser Region spielen.
Unsere Ergebnisse dienen dazu, die Quellen und Senken von Spurenmetallen sowie deren Speziation in einer global bedeutenden Meeresregion aufzuklären. Darüber hinaus trägt die Fokussierung auf die OMZ zu einem besseren Verständnis der OMZ weltweit und ihrer Auswirkungen auf Metalle bei, da diese aufgrund anthropogener Einflüsse voraussichtlich immer stärker werden.As part of this project, the sources and processes of various groups for trace metals in the southern Pacific were investigated on the basis of the SO289 research cruise: conservative elements (uranium (U), rubidium (Rb), molybdenum (Mo)), so-called high-field-strength elements (zirconium (Zr), hafnium (Hf), niobium (Nb), tungsten (W)), copper (Cu) and Cu-binding organic molecules (ligands), and redox species of chromium (Cr) and vanadium (V). For the complex upwelling region off the Chilean coast, we were able to show that U exhibits a changed chemical behaviour at the coastal stations due to a slight deviation from conservative behaviour, presumably due to reduction in the oxygen minimum zone. A pre-concentration method was established for the determination of HFSE, which shows reproducibly high recoveries. Initial depth profiles from the South Pacific show lower concentrations in the surface and a slight increase in concentration with depth for Zr, Nb and Hf and a largely conservative profile for W. Successful method optimisation for V redox species and application to initial depth profiles showed that both species are consistently present in the water column, but that the low oxygen concentrations in the upwelling region do not significantly affect the redox fractionation of V. Sequential filtration results indicate that, in contrast to the V(V) form, which is largely present in true solution, a colloidal pool is also present for V(IV). A clear increase in the reduced Cr redox species, Cr(III) in the coastal stations can be explained by the low oxygen content, a slight increase at greater depths above the East Pacific Rise by a possible hydrothermal influence. The East Pacific Rise shows a possible input of Mo, but not for U and Rb. Our investigations of Cu-binding ligands show that the majority of the ligands are purely dissolved and tend to be weak ligands. They are always present in excess compared to Cu, which means that Cu is sufficiently detoxified by complexation.
As some of the investigated parameters are used in isotope studies, our findings serve to understand the sources and processes of these metals in different marine systems (upwelling area, hydrothermal vents), which may well have an influence on the distribution of the isotopes. Furthermore, some of the trace metals analysed here are involved in biological productivity as micronutrients. With the intensification of oxygen minimum zones worldwide, these investigations point the way for further detailed studies in order to be able to assess the influence of anthropogenic changes on the behaviour and thus also on the bioavailability of the metals
H2Mare-Projekt PtX-Wind Sachbericht zum Verwendungsnachweis
No full textZiel des Teilvorhabens war die Entwicklung, Auslegung und Validierung modularer Power-to-X-Prozessketten für den Offshore-Einsatz auf Basis bestehender INERATEC-Pilotanlagen. Aufbauend auf dem Stand der Technik mit einzelnen Onshore-Demonstratoren im MW-Maßstab wurden erstmals ganzheitliche Konzepte zur Prozessintegration, Skalierung bis in den 100-MW-Bereich, nachhaltigen Nebenstrombehandlung sowie zur digitalen Abbildung und Betriebsführung entwickelt.
Im Projektverlauf entstanden skalierbare PtL- und PtM-Anlagenkonzepte von 1 bis 100 MW inklusive vollständiger Stoff- und Energiebilanzen, modularer Engineering-Ansätze sowie belastbarer Simulationsmodelle. Ergänzend wurden Konzepte für ein teilgeschlossenes Wassermanagement erarbeitet und ein digitaler Zwilling auf Basis von Echtzeitdaten, dynamischer Simulation und Hardware-in-the-Loop-Methoden aufgebaut. Die Ergebnisse wurden in enger Zusammenarbeit mit Forschungs- und Industriepartnern iterativ validiert.
Das Vorhaben schafft damit eine konsistente technologische Grundlage für den industriellen Einsatz modularer, digital unterstützter Offshore-Power-to-X-Systeme und leistet einen wesentlichen Beitrag zur Skalierung und Industrialisierung nachhaltiger eFuel-Technologien
Abschlussbericht 5G-COMPASS - Convergent open mobile and secure provider-assisted 5G indoor and hotspot network
No full textDas Projekt 5G-COMPASS verfolgte mit seinen Arbeitspaketen das Ziel, zukünftige In-Home-Netzwerke auf Basis einer 5G-Integration zu erforschen und für praxisnahe Anwendungen vorzubereiten. Im Arbeitspaket AP2 „Anforderungen, Systemkonzept, Schnittstellen“ standen zunächst die Definition von Anforderungen, die Entwicklung einer Referenzarchitektur sowie die Spezifikation von Schnittstellen im Mittelpunkt. Dabei wurden Anwendungsszenarien aus verschiedenen Zielmärkten der Projektpartner analysiert, technische Parameter für unterschiedliche Nutzungskontexte erfasst und zentrale Herausforderungen wie Interferenzmanagement berücksichtigt. Das Ergebnis ist eine generische Referenzarchitektur, die zeigt, wie heterogene Netzwerktechnologien – darunter Ethernet, WLAN, PLC, PON und LiFi – kombiniert werden können, um leistungsfähige und zuverlässige Kommunikationsnetze innerhalb und außerhalb von Gebäuden zu schaffen. Trends wie Fiber-to-the-Room (FttR) und LiFi wurden hierbei besonders einbezogen. Parallel dazu begleitete AP2 die Einbindung in Standardisierungsgremien, um Interoperabilität, Sicherheit und die Nutzung in medizinischen wie auch industriellen Anwendungen sicherzustellen.
Darauf aufbauend beschäftigte sich AP3 „Übertragung/PHY“ mit der Entwicklung der physikalischen Übertragungsebene für ein hybrides 5G-Inhouse-Netzwerk. Unter Leitung der devolo solutions GmbH und in enger Zusammenarbeit mit Fraunhofer HHI, MaxLinear und der Hochschule Niederrhein wurden zentrale Technologien für LiFi, WLAN, PLC und PON erforscht, messtechnisch bewertet und für Demonstratoren vorbereitet. Am Fraunhofer HHI entstanden breitbandige LiFi-Frontends mit innovativen VCSEL-Treibern und speziell entwickelten ASICs, die Datenraten von über 10 Gbit/s im Innenraum ermöglichten. Parallel dazu entwickelten die Partner neue Verfahren für die Interferenzkoordination in WLAN-basierten Multi-AP-Szenarien. Auf Basis definierter Metriken wie Airtime-Auslastung, Signal-Rausch-Abstand oder Verzögerungszeit wurden Algorithmen für dynamische Ressourcenallokation erarbeitet, während MaxLinear MIMO-Konzepte erprobte und devolo den LCMP-Mechanismus erweiterte, um Koordinationsinformationen über PLC zu verteilen. Auch im Bereich optischer Netze wurden Fortschritte erzielt: Hardware- und Modulationskonzepte für 50/50G-PON-Systeme ermöglichten stabile Übertragungen bis 100 Gbit/s, ergänzt durch Fiber-Router und -Extender für die Integration in Gebäudenetze. Zudem untersuchte das HHI die Nutzung von PLC als Fronthaul für LiFi und WLAN. Erweiterte Firmware von devolo erlaubte Multinodebetrieb und umfassende Diagnosefunktionen, sodass LiFi-Zugangspunkte erfolgreich über PLC eingebunden werden konnten. Mit dem Meilenstein M3.2 wurde ein Koordinationsmechanismus über PLC demonstriert, der zuverlässigen Informationsaustausch zwischen G.hn-basierten Knoten ermöglicht. Die Ergebnisse von AP3 bilden eine wichtige technologische Basis für die Demonstratoren in AP6.
AP4 „Medienzugriff und MAC“ konzentrierte sich auf Protokolle und Algorithmen für den koordinierten Mehrfachzugriff in heterogenen WLAN- und LiFi-Netzen. Ziel war es, sehr hohe Zuverlässigkeit, niedrige und garantierte Latenzen, verbesserte Mobilität sowie gesteigerte Energieeffizienz zu erreichen. Hierzu wurden offene Schnittstellen zwischen zentralisierten und dezentralen PHY/MAC-Funktionen analysiert und Koordinationsalgorithmen für WLAN und LiFi entwickelt. Grundlage bildeten Standards wie IEEE 1905.1 und IEEE 802.11be, die Multi-Link-Funktionalitäten ermöglichen. Untersucht wurden auch Signalisierungsmechanismen zur Übermittlung von Bandbreiten- und QoS-Anforderungen zwischen Netzwerkknoten, inklusive Vorgaben für latenzkritische Anwendungen und Energiesparmechanismen. Ergänzend befasste sich AP4 mit dynamischer Bandbreitenzuweisung in PON-Netzen sowie mit koordinierter MAC-Ressourcenzuteilung basierend auf 802.11ax-Funktionen.
Im Arbeitspaket AP5 standen Sicherheit, Vernetzung und Management im Fokus. Ziel war es, Lösungen für die sichere Einbindung von Heimnetzen in 5G-Infrastrukturen zu schaffen, Synchronisationsmechanismen zu etablieren und den Netzbetrieb durch Monitoring und intelligente Steuerung zu optimieren. In T5.1 entstand ein quantensicherer und kryptoagiler VPN-Ansatz, der das IKE-Protokoll um Post-Quanten-Algorithmen erweiterte und Effizienzgewinne durch reduzierten Overhead erreichte. T5.2 untersuchte Verfahren zur Ende-zu-Ende-Synchronisation in 5G-Heimnetzen und identifizierte die Kombination von Synchronous Ethernet (SyncE) und PTP als besonders geeignet. Parallel dazu wurde MPQUIC entwickelt, eine multipathfähige Erweiterung des QUIC-Protokolls, ergänzt durch einen Multipath-Proxy. Testszenarien wie Video-Streaming und industrielle Robotik belegten Verbesserungen in Stabilität, Latenz und Ausfallsicherheit. In T5.3 wurden Monitoring- und Steuerungsmechanismen für klinische Anwendungen mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen erarbeitet. Dazu gehörten Verfahren zur QoS- und QoX-Überwachung, dynamische Priorisierungsmechanismen sowie Konzepte für nahtlose Übergaben zwischen LiFi, WLAN und 5G.
Den Abschluss bildete AP6, dass die entwickelten Konzepte in praxisnahen Demonstratoren erprobte und bewertete. In realitätsnahen Testumgebungen konnten Leistungsfähigkeit, Flexibilität und Energieeffizienz der konvergenten Zugangsnetze nachgewiesen werden. Damit wurde gezeigt, dass 5G-COMPASS nicht nur technische Grundlagen liefert, sondern auch konkrete Mehrwerte für verschiedene Anwendungsfelder – von der Industrie über das Gesundheitswesen bis hin zur Gebäudevernetzung – bereitstellt.
Das Projekt 5G-COMPASS adressierte die in der Förderrichtlinie formulierten Ziele in hohem Maße. Zentrales Förderziel war der Aufbau eines Innovations-Ökosystems mit mehreren Herstellern und Lieferanten sowie die Förderung von Interoperabilität. Dies wurde durch die Entwicklung einer generischen Referenzarchitektur erreicht, die heterogene Netzwerktechnologien wie Ethernet, WLAN, PLC, PON und LiFi integriert, sowie durch die aktive Einbindung in Standardisierungsgremien. Damit wurden wesentliche Grundlagen für eine offene, Multi-Vendor-fähige Netzumgebung geschaffen.
Auch die thematischen Schwerpunkte fanden im Projekt klare Entsprechungen. Unter Themenschwerpunkt 1 erfolgten messtechnische Analysen zur Leistungsfähigkeit, Energieeffizienz und Interferenzkoordination, etwa durch LiFi-Frontends mit über
10 Gbit/s oder neue Verfahren für WLAN-Mehrfachzugriff. Im Rahmen von Themenschwerpunkt 2 wurden Anwendungen in Praxisfeldern wie Industrie, Gesundheitswesen und Gebäudevernetzung demonstriert, darunter quantensichere VPN-Verfahren, multipathfähige Transportprotokolle und Synchronisationsmechanismen. Themenschwerpunkt 3 wurde durch die Integration verschiedener Netztechnologien in einer einheitlichen Architektur und die Erprobung von Fronthaul-Lösungen über PLC adressiert, wodurch die Übertragbarkeit in unterschiedliche Anwendungsumgebungen belegt werden konnte. Schließlich griff das Projekt mit offenen Schnittstellen, Koordinationsmechanismen und der Validierung neuer Komponenten in realistischen Testumgebungen direkt Themenschwerpunkt 4 auf und leistete einen wichtigen Beitrag zur Interoperabilität.
Insgesamt zeigt sich, dass 5G-COMPASS die Förderziele umfassend erfüllte: Es wurden neue technologische Grundlagen geschaffen, die Interoperabilität verbessert und die Praxistauglichkeit in realitätsnahen Szenarien nachgewiesen. Damit liefert das Projekt einen wesentlichen Beitrag zur Etablierung eines offenen und innovationsfördernden Ökosystems für 5G-basierte Inhouse-Netze
Singularities
No full textSingularity theory concerns local and global structure of singularities of algebraic varieties and maps, often focusing on the interplay between algebraic geometry, symplectic topology, algebra, combinatorics, etc
Schlussbericht
No full textDas Verbundprojekt bestand aus dem Fraunhofer-Institut IISB-THM als Koordinator, der Firma Iolitec GmbH sowie der TU Freiberg und dem DECHEMA-Forschungsinstitut. Gesamtziel des Projektes ist die Entwicklung, Charakterisierung und Qualifizierung eines neuartigen Energiespeichersystems für stationäre Anwendungen auf Basis einer wiederaufladbaren Al-Ionen-Batterie (AIB) unter Nutzung von nicht entflammbaren ionischen Flüssigkeiten als Elektrolyt und reichlich vorhanden, preiswerten, leicht-recycelbaren Aluminium und Graphit-Materialien. Am DECHEMA-Forschungsinstitut (DFI) wurden zuerst die kinetischen Parameter der Al-Abscheidung (Laden) bzw. -Auflösung (Entladen) auf verschiedenen Al-Legierungen-Folien in unterschiedlichen Chloroaluminat-Elektrolyten bestimmt. Weiterhin konnte der Einfluss unterschiedlicher Faktoren wie Stromdichte, Oberflächenmodifizierung der Al-Folie und Reinigung des Elektrolyten auf die Morphologie der Al-Partikeln während der elektrochemischen Abscheidung in Hinblick auf das Dendritenwachstum gezeigt werden. Interessanterweise wurde bei hohen Stromdichten eine Teilpassivierung der Al-Elektrode in Form einer schwarzer Schicht beobachtet. Dies wurde zunächst auf eine Zersetzung des Elektrolyten bzw. EMimCl-Kations bei sehr hohen Elektrodenpotentialen zurückgeführt. Im Rahmen von Lade-/Entlade-Experimenten in einer PTFE Zelle konnte sehr gute Performance von bis zu 5 A/g bzw. 1A/g für 1000 Zyklen mit einer 1:2.0 TEA/AlCl3-Mischung erzielt werden. Gegen Projektende wurde die Machbarkeit einer zylindrischen 32650 AIB-Zelle mit einer Graphitfolie als Kathode gezeigt, die eine absolute Kapazität von bis zu 200 mAh lieferte. In dieser Arbeit wurde erstmalig der Einsatz einer Polyethersulfon(PES)-Membran als Ersatzmaterial für den sehr porösen und dickes Gasfaser-Separators bei 1 A/g für 100 Zyklen erfolgreich demonstriert und somit ein wichtiger Meilenstein bei der AIB-Entwicklung erreicht
Schlussbericht
No full textBauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV)-Fassaden erzeugen Solarstrom und tragen zur nachhaltigen Bauweise bei. Sie helfen, die Betriebskosten des Gebäudes zu senken und unterstützen die Refinanzierung der Gebäudehülle. Das IÖR und sechs Projektpartner aus Wissenschaft und Wirtschaft leisteten in einem vom BMWK geförderten FuE-Projekt Beiträge zur Entwicklung eines standardisierten BIPV-Fassadensystems für Wohn- und Nichtwohngebäude.
Im Rahmen dieses Teilarbeitspakets wurde mithilfe geografischer Informationstechnologie eine deutschlandweite Erfassung des theoretischen Flächenpotenzials von Gebäudefassaden durchgeführt. Dabei wurden verschiedene Gebäudekategorien berücksichtigt und die häufigsten Gebäudetypen
innerhalb dieser Kategorien identifiziert, die die größten und meisten potenziellen Flächen für gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) bieten. Insgesamt finden sich in Deutschland ca. 400 Mio. Fassadenobjekte. Das theoretische Flächenpotenzial kann der Analyse zufolge auf ca. 9.311 km² Fassadenfläche und 6.296 km² Dachfläche beziffert werden. Durch die Ausdifferenzierung des theoretischen Flächenpotenzials nach Nutzungskategorien zeigte sich sehr deutlich, dass Wohngebäude und Nichtwohngebäude der Kategorie Gewerbe und Industrie für das Projekt von entscheidender Bedeutung sind. Bei Wohngebäuden finden sich 56% des gesamten theoretischen Fassadenpotenzials. Auf die größte Hauptkategorie im Nichtwohnbau Gewerbe und Industrie entfallen demnach ca. 23% des theoretischen Fassadenpotenzials. Das ermittelte Fenster-zu-Fassade-Verhältnis schwankt je nach Gebäudenutzung zwischen 16 und 25% bei einem durchschnittlichen Anteil von ca. 19% Fenster- bzw. Türfläche. Die häufigsten Dachformen in Deutschland sind Flach- und Satteldach mit 42% und 38% am Gesamtbestand. Die meiste Fläche am Gesamtbestand besitzen ebenfalls Sattel- und Flachdach mit 53% und 28%. Der Großteil (41%) der gesamten Fläche von Flachdächern ist auf Gebäuden für Industrie und Gewerbe zu finden. Analysen des Gebäudebestands und Modellierungen des Solarertrags werden künftig die informierte Entscheidungsfindung zum Ausbau erneuerbarer Energien fördern und die strategische Planung für einen angemessenen Umgang mit dem Gebäudebestand unterstützen.
Datei-Upload durch TIBBuilding-integrated photovoltaic (BIPV) façades generate solar power and contribute to sustainable construction. They help to reduce the building's operating costs and support the refinancing of the building envelope. The IOER and six project partners from science and industry contributed to the
development of a standardized BIPV façade system for residential and non-residential buildings in an R&D project funded by the BMWK.
As part of this sub-work package, geographical information technology was used to carry out a Germany-wide survey of the theoretical area potential of building façades. Various building categories were taken into account and the most common building types within these categories were identified,
which offer the largest and most potential areas for building-integrated photovoltaics (BIPV). In total, there are around 400 million façade properties in Germany. According to the analysis, the theoretical area potential can be estimated at approx. 9,311 km² of façade area and 6,296 km² of roof area. By differentiating the theoretical space potential according to use categories, it became very clear that residential buildings and non-residential buildings in the commercial and industrial category are of decisive importance for the project. Residential buildings account for 56% of the total theoretical façade potential. The largest main category in non-residential buildings, commercial and industrial, therefore accounts for approx. 23% of the theoretical façade potential. The determined window-to-façade ratio varies between 16 and 25% depending on the use of the building, with an average proportion of approx. 19% window and door area. The most common roof shapes in Germany are flat and pitched roofs,
accounting for 42% and 38% of the total stock. Gabled and flat roofs also have the largest area of the total stock with 53% and 28% respectively. The majority (41%) of the total area of flat roofs can be found on industrial and commercial buildings.
Analyses of the building stock and solar yield modeling will support informed decision-making on the expansion of renewable energy in the future and support strategic planning for the appropriate use of the building stock
