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Contributions to the development of novel thermoelectric materials and systems
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Grenzflächenanalytik zur Beschreibung der Alterung von automotiven Lithium-Ionen-Zellen
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Investigation of semiconductor-metal heteronanostructured assemblies and their photoelectrochemical properties
Full text linkTo reduce carbon dioxide emissions in energy consumption, there is a need to employ renewable energy carriers with no carbon footprint. Heterogeneous catalysts accelerate chemical reactions or facilitate energetically unfavorable ones to produce such renewable energy carriers. Hydrogen, a promissing primary energy carrier, demands energy for its production, which could be sourced from electric or solar energy via electrolyzers or photocatalysts, respectively.
This study focused on synthesizing and characterizing novel nanoparticle-based photocatalytic materials, utilizing CdSe and CdS semiconductors in various forms alongside metal cocatalysts. These nanoparticles can form three-dimensional porous gel-like networks, constructed through shock-freezing or chemical destabilization methods. Photoelectrochemical investigations emphasize the importance of homogeneous metal-semiconductor contact and distributed metal domains for efficient charge carrier separation.
Furthermore, the effectiveness of semiconductor and semiconductor-metal hybrid gel structures in photocatalytic hydrogen production is demonstrated. Nanoparticles embedded in hydrogels facilitate efficient photocatalysis, ensuring diffusion within the network without requiring colloidal stability. Platinum as a cocatalyst significantly enhances hydrogen production rates. Moreover, the limiting factors in semiconductor-metal hybrid networks appear to be diffusion within the network or the catalytic reaction itself rather than semiconductor-metal electron transfer. Fine-tuning the distribution of metal domains is crucial for optimizing properties tailored to photocatalytic applications
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Thermoelektrische Eigenschaften substituierter Calcium-Manganate: Einfluss der Präparation, Zusammensetzung und Mikrostruktur
Full text linkThermoelektrische Generatoren (TEG) wandeln thermische in elektrische Energie um. Die Verwendung von geeigneten halbleitenden Oxidkeramiken anstelle der in kommerziellen TEG eingesetzten Halbleitermaterialien (Bi2Te3, PbTe) bietet Vorteile hinsichtlich der Umweltfreundlichkeit, des Einsatzes bei anspruchsvollen Umgebungsbedingungen und des Preises des Generators. Die thermoelektrische Gütezahl zT, also die Effizienz des Materials zur thermoelektrischen Energieumwandlung, ist für halbleitende Oxide allerdings geringer als für die kommerziell eingesetzten Thermoelektrika. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob ausgewählte Strategien, die eine Steigerung der thermoelektrischen Gütezahl von Halbleitermaterialien bewirken können, bei der Anwendung an halbleitenden Oxidkeramiken wirksam sind. Die Untersuchungen wurden am Calcium-Manganat CaMnO3-δ durchgeführt. Hierbei wurden Synthese- und Herstellungsbedingungen bewertet, die Wirkung verschiedener Substituenten analysiert, sowie der Einfluss der Mikrostruktur untersucht. Zusätzlich wurde die Eignung des substituierten Calcium-Manganats für die Verwendung in TEG betrachtet. Mit der etablierten keramischen Multilagentechnologie kann ein transversaler Multilagen-thermoelektrischer Generator (TMLTEG) aus einer halbleitenden Oxidkeramik hergestellt werden. Diese Bauform bietet gegenüber derzeit kommerziell verfügbaren TEG Vorteile bezüglich der Produktionskosten. FEM-Simulationen von TMLTEG auf Basis substituierter Calcium-Manganat-Keramiken zeigten, dass ein TMLTEG-Modul bei einem Temperaturgradienten von ΔT = 60 K und einer mittleren Temperatur von Tm = 69 °C eine elektrische Leistung von PTEG = 4 mW erzeugen kann. Dies ist ausreichend für die Energieversorgung von Anwendungen im Kleinleistungsbereich, beispielsweise dem Betrieb eines energieautarken Sensorsystems in einem Sensornetzwerk
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Untersuchungen zur Morphologie und Zusammensetzung von 0-3 Kompositdielektrika neuartiger Kondensatoren zur Energiespeicherung
Full text linkThe unsteady generation of electricity with the help of renewable energies makes the use of effective energy storage devices inevitable. Based on their high production costs and their high risk potential, state of the art lithium ion batteries seem to be an unsuitable choice to tackle large scale energy storage problems. An alternative approach to solve this issue are capacitors based on 0-3 composite dielectrics. Their low production costs, high robustness combined with no necessary maintenance as well as their fast charge and discharge cycles show the potential to be an ideal technology in order to be the future solution for grid scale application. Here, the scope of this work deals with the microscopic and spectroscopic investigation of the structure and composition of the respective dielectrics. Only while having the desired stoichometries and wanted morphologies, significant performance parameters can be reached.Die unstete Erzeugung von Strom mittels regenerativer Energien erfordert die Nutzung effektiver Speichertechnologien, sodass kurzfristige Engpässe überbrückt werden können. Aufgrund der hohen Kosten und des vorhandenen Gefahrenpotentials der derzeit dominierende Lithium-Ionen-Technologie, müssen Alternativlösungen zur großflächigen Anwendung untersucht werden. Hierbei stellen Kondensatoren auf Basis von 0-3 Kompositdielektrika, welche sich durch ihre niedrigen Kosten, ihre Langlebigkeit und ihre schnellen Lade- und Entladezyklen auszeichnen einen validen Lösungsansatz dar aufkommenden Energiespeicherproblemen entgegen zu wirken. Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt dabei auf der mikroskopischen und spektroskopischen Untersuchung der Struktur und Zusammensetzung der entsprechenden Dielektrika, da nur bei Einhaltung der gewünschten Stöchiometrie sowie der richtigen Morphologie wesentliche Leistungsparameter erreicht werden können
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Untersuchungen zur Sauerstoffbereitstellung mit Perowskit- Keramik-Schüttungen in einem Festbett-Reaktor
Full text linkDiese Arbeit belegt, dass die Belastungen auf reversibel arbeitende keramische Materialien sehr gering ausfallen. Die regenerative Sauerstoffbereitstellung stellt damit grundsätzlich niedrigere Anforderungen an die keramischen Perowskit-Materialien zur Sauerstofferzeugung als die Membrantechnologie.
Das Absinken der Diffusionskoeffizienten bei niedrigen Temperaturen ist deutlich weniger nachteilig als bei den Membranen die vergleichbare Materialien nutzen.
Dies konnte gezeigt werde, indem mit der die O 2 -Entladetechnik und -Beladetechnik im Vergleich zur O 2 -Abtrennung durch keramische Membranen bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen bereits große O 2 -Mengen erzeugt werden können. Infolge der niedrigen Temperaturen bestehen keine Probleme mit Reaktionen zwischen dem sauerstoffbereitstellenden Material und den Reaktorwerkstoffen. Dadurch gestaltet sich die Einbindung und Nutzung von Festbett-Schüttungen denkbar einfach. Im Vergleich dazu sind die Anbindung und der Betrieb von dünnen keramischen Membranen in einem Reaktor deutlich aufwendiger. Es ist weniger Peripherie und verfahrenstechnischer Aufwand zur Sauerstoffabtrennung durch reversibel arbeitende Materialien nötig als bei der kryogenen Luftzerlegung, der Druckwechseladsorption oder den Membrantechnologien.
Die regenerative Sauerstoffbereitstellung kann sowohl bei neuen als auch bestehenden Anlagen, die Sauerstoff benötigen implementiert werden. Damit ist es möglich den Transport des Sauerstoffs entfallen zu lassen. Eine partielle Phasenumwandlung des BSCF8020 bei erhöhter Temperatur und hohem Sauerstoffangebot spielt für die regenerative Sauerstoffbereitstellung eine untergeordnete Rolle, da die nötigen Zieltemperaturen (450 ggf. bis 650 °C) zur O 2 -Beladung und -Entladung niedriger sind, als der Temperaturbereich in dem die Zersetzung auftreten kann (750 bis 800 °C). Des Weiteren ist die Zeitspanne (O 2 -Beladungsteilzyklus) in der das BSCF8020 ausreichend hohen Sauerstoffgehalten (p O2 > 10 -3 bar) ausgesetzt ist, zu kurz um diese Umwandlungen zu vollziehen. Der O 2 -Entladungsteilzyklus sorgt zusätzlich immer dafür, dass sich u. U. beginnende Zersetzung zurückbildet, da die kubische Phase in Richtung niedrigerer p O2 stabilisiert wird.
Es konnte belegt werden, dass die elektronische Steuerung des zyklischen Sauerstoffausbaus und -einbaus beherrschbar ist. Der hohe Abtrenngrad der keramischen Materialien führt dazu, dass der Sauerstoff elektrolytisch rein zu Verfügung gestellt wird. Grundsätzlich sind weitere Forschungen zur Steigerung der Sauerstoffmengen, die pro eingesetzter Masseeinheit an Keramik gewonnen werden können, immer anzustreben, da damit u. U. der Materialeinsatz weiter gesenkt oder auch die energetischen Aufwendungen weiter reduziert werden können. Bei dem, für die multizyklischen Untersuchungen dieser Arbeit ausgewählten BSCF8020(SVT) hat die Cobalt-Komponente mit ca. 80 % den überwiegenden Kostenanteil am Sauerstoff bereitstellenden Material. BSCF-Keramiken mit höherem Eisen-Anteil sollten für multizyklische Anwendungen in Festbett-Reaktoren einer vertiefenden Charakterisierung unterzogen werden, um weitere geeignete Perowskite mit niedrigen Materialkosten zu erschließen
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