Sea surface salinity (SSS) is the least constrained major variable of the past (paleo) ocean but is fundamental in controlling the density of seawater and thus large-scale ocean circulation. The hydrogen isotopic composition (δD) of non-exchangeable hydrogen of algal lipids, specifically alkenones, has been proposed as a promising new proxy for paleo SSS. The δD of surface seawater is correlated with SSS, and laboratory culture studies have shown the δD of algal growth water to be reflected in the δD of alkenones. However, a large-scale field study testing the validity of this proxy is still lacking. Here we present the δD of open-ocean Atlantic and Pacific surface waters and coincident δD of alkenones sampled by underway filtration. Two transects of approximately 100° latitude in the Atlantic Ocean and more than 50° latitude in the Western Pacific sample much of the range of open ocean salinities and seawater δD, and thus allow probing the relationship between δD of seawater and alkenones. Overall, the open ocean δD alkenone data correlate significantly with SSS, and also agree remarkably well with δD water vs δD alkenone regressions developed from culture studies. Subtle deviations from these regressions are discussed in the context of physiological factors as recorded in the carbon isotopic composition of alkenones. In a best-case scenario, the data presented here suggest that SSS variations as low as 1.2 can be reconstructed from alkenone δD.
Das Forschungsprojekt BioH2Log hat zum Ziel, ein innovatives und skalierbares Logistiksystem für Wasserstoff aus Biogasanlagen zu entwickeln, um damit regionale Abnehmer im Schwerlast/ÖNPV-Straßentransportsektor zu versorgen. Zur dezentralen Erzeugung des grünen Wasserstoffs wird die Dampfreformierung von Biogas verwendet. Zu diesem Zweck soll ein übergeordneter digitaler Zwilling - bestehend aus verknüpften Simulationen der einzelnen Elemente der Prozesskette (Produktion, Transport und Abnahme) - erstellt und in einem softwarebasierten Tool umgesetzt werden. Das Tool soll mit Hilfe von KI-Methoden und unter Berücksichtigung der gesamten Prozesskette die einzelnen Elemente optimieren, um die Preise für die Abnehmer attraktiv zu halten. Integraler Bestandteil des Tools ist darauf aufbauend eine Plattform zur Steuerung des Wasserstoff-Handels, welche den Bedarf und die Echtzeit-Daten aus Produktion und Logistik miteinander verknüpft. Die Effizienz von BioH2Log wird unterstützt durch die Verwendung von fortschrittlichen sog. mobilen Tankstellen, deren H2-Druckspeicher sich durch ein geringes Speichergewicht auszeichnen. Die Projektpartner kooperieren mit dem Förderprojekt Bioh2Ref, das die Erprobung der Dampfreformierung von Biogas zum Ziel hat. Der bevorzugt dort erzeugte Wasserstoff wird in BioH2Log-Testkampagnen des Logistiksystem zur Validierung der dynamischen Simulation verwendet. Im Ergebnis soll die Einsatzreife und die Wirtschaftlichkeit von BioH2Log für die regionale Versorgung mit biogenem Wasserstoff demonstriert werden.
Membranverfahren für die Gasseparation haben das Potenzial eine Schlüsselrolle in einer zukünftigen Industriegesellschaft einzunehmen, die sich durch CO2-Emissionsvermeidung und -Kreislaufführung, der Verwendung von H2 sowie der Sektorenkopplung auszeichnet. Das Vorhaben MemKoWI adressiert dies durch die Erforschung von mehrstufigen Membranverfahren für die Abtrennung von CO2 aus: Rauchgas von Gichtgaskraftwerken der Stahlindustrie, Hochofengas der Stahlindustrie, Rauchgas von Frischholzkraftwerken, Abgasen der Zementindustrie und die Abtrennung von H2 aus Prozessgasen der Stahlindustrie. Hierbei sollen sowohl die modifizierte Anlage aus den Vorgängerprojekten zum Einsatz kommen als auch neue, modulare Membrananlagen konzipiert, gebaut und betrieben werden. Die darin verwendeten Membran- und Modultechnologien sollen weiter erforscht und ihre Eignung für die geschilderten Anwendungen soll nachgewiesen werden. Hierbei werden Polymer- und Keramikmembranen betrachtet und in Membranmodule integriert. Das Mehrstoffpermationsverhalten der Membranen wird experimentell untersucht werden und die Basis für die Modellierung des Trennverhaltens bilden. Diese wird zusammen mit der Beschreibung der Strömungsführung in Simulationstools für Membranmodule einfließen, welche wiederum in Prozesssimulationswerkzeuge integriert werden. Simulationen werden für die Auslegung der Anlagen, die Auswertung von Versuchsergebnissen, die Entwicklung von Verfahrensalternativen, die Übertragung auf andere Anwendungen und die Abschätzung der Wirtschaftlichkeit verwendet. Die Fernüberwachung der Anlagen wird es ermöglichen, experimentelle Daten fortlaufend mit Simulationsergebnissen abzugleichen und Regelungs- und Automatisierungsaspekte zu adressieren. Ziel des Vorhabens ist es Membranverfahren als skalierbare, bedarfsgerecht einsetzbare und einfach zu integrierende Technologie für die CO2- und H2-Abtrennung in einer sich der CO2-Neutralität annähernden Industriegesellschaft zu etablieren.