Darstellung von Yttrium
Seltenerdelemente und Yttrium (SEY), einschließlich Nd-Isotope, werden häufig als geochemische Proxys für frühere und rezente Umweltbedingungen und -prozesse verwendet. In den letzten Jahren wurde die Verwendung dieser Proxys zur Rekonstruktion frühzeitlicher Meerwasserchemie und die Nachverfolgung von Wassermassen in Frage gestellt, da die Primärsignale des Meerwassers in den Sediment-Archiven während der frühen Diagenese überprägt werden können. Die Wechselwirkung zwischen Porenwasser und Festphase kann zur Fraktionierung und Veränderung der SEY-Muster und der Nd-Isotopensignatur führen. Die zugrunde liegenden Prozesse sind noch wenig erforscht. Das Ziel des hier vorgeschlagenen Projekts ist es, aufzudecken, welchen Einfluss die Redox-Zonierung und die Lithologie auf die SEY-Zusammensetzung im Porenwasser und die beteiligten Prozesse im Sediment haben. Zur Beantwortung dieser Frage werden Proben aus der pazifischen und atlantischen Tiefsee, dem Kontinentalrand vor Neuschottland und der Amazonasmündung entnommen, analysiert und ausgewertet. Die SEY-Konzentrationen und die Nd-Isotopenzusammensetzung im Porenwasser, in der festen Phase und im darüber liegenden Meerwasser werden verglichen, um die Fraktionierung, Veränderung und Konservierung der Proxys zu identifizieren. Die vier Lokationen wurden aufgrund ihres unterschiedlichen Organik-Gehalts und der daraus resultierenden Redox-Zonierung sowie des variablen kontinentalen Eintrags ausgewählt. Die vorgeschlagene systematische Untersuchung der SEY im Porenwasser wird die Lücke in der paläozeanografischen Forschung schließen, unter welchen Umwelteinflüssen SEY-Proxys zuverlässig sein können und unter welchen Bedingungen sie nicht zuverlässig sind. Messwerte werden dringend benötigt, da bei Modellierungen und experimentellen Arbeiten keine guten Informationen zu Eingabevariablen und realistischen Randbedingungen vorliegen. Die vorgeschlagene Forschung wird neue Daten zu den bisher wenigen, bis gar nicht, verfügbaren Daten zu SEY-Konzentrationen und der Nd-Isotopenzusammensetzung in (insbesondere oxischen) Porenwässern liefern.
In diesem Projekt soll die Speziation von seltenen Erden in hydrothermalen Fluiden mit molekularen Simulationsmethoden untersucht und quantifiziert werden. Aus den Simulationen werden Stabilitätskonstanten abgeleitet, die wichtige Parameter für die thermodynamische Modellierung der Bildung hydrothermaler Lagerstätten darstellen. Diese Parameter sind bislang weitgehend unbekannt oder wurden von Niedrigtemperatur-Experimenten mit großen Unsicherheiten extrapoliert. Insbesondere geben die Speziationsmodelle Auskunft darüber, unter welchen Bedingungen seltene Erden in hydrothermalen System mobilisiert (und konzentriert) werden. Methodisch sollen in diesem Projekt neue Wechselwirkungspotenziale entwickelt werden, die mit Algorithmen des maschinellen Lernens trainiert werden. Die neuen Potenziale werden in Molekulardynamik-Simulationen eingesetzt, wo sie durch ihre höhere Effizienz bei gleichbleibender Genauigkeit quantenmechanische ab initio Simulationen ersetzen können. Der Fokus der Untersuchungen liegt auf den Elementen Yttrium und Lanthan, die als Vertreter der schweren und leichten seltenen Erden dienen. Für die Komplexbildung sollen vor allem gemischte Chlorid/Fluorid-Hydroxid-Liganden als auch Sulfat- und Carbonat-Liganden untersucht werden.
In der ehemaligen DDR wurden in den Jahren 1980 bis 1990 in den an der Erdoberfläche anstehenden bzw. gering von Känozoikum überdeckten präoberpermischen Grundgebirgseinheiten (Flechtingen-Roßlauer Scholle, Harz, Sächsisches Granulitgebirge, Thüringer Wald, Thüringisch-Vogtländisches Schiefergebirge, Erzgebirge, Elbtalzone/Lausitz) Untersuchungen zur Einschätzung der Rohstoffführung durchgeführt. Bestandteil dieser Untersuchungen war eine geochemische Prospektion im Bereich der genannten Grundgebirgseinheiten. Auf einer Fläche von fast 15.000 km² wurden ca. 18.000 Wasser- und ca. 17.500 Bachsedimentproben entnommen und geochemisch untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden in Teilberichten zu den einzelnen Grundgebirgseinheiten sowie im „Abschlussbericht zur vergleichenden Bewertung der Rohstofführung in den Grundgebirgseinheiten der DDR“ (Röllig et al., 1990) dokumentiert. Bei diesen Daten aus den Grundgebirgseinheiten im Südteil der ehemaligen DDR handelt es sich um eine in ihrer hohen Probenahmedichte (> 1 Probe/km²) einzigartige flächendeckende geochemische Aufnahme dieser Gebiete. Alle späteren geochemischen Untersuchungen (Geochemischer Atlas 2000 sowie im Rahmen von GEMAS und FOREGS) wurden mit einer ungleich geringeren Probenahmedichte durchgeführt. Diese wertvollen und unwiederbringlichen Daten werden nun über das Geoportal der BGR allgemein verfügbar gemacht. Ergänzend zur digitalen Bereitstellung des originalen Datenmaterials erfolgt erstmals eine Bereitstellung mit modernen computergestützten Verfahren erstellter flächendeckender Verteilungskarten. Die Downloads zeigen die Verteilung der Yttriumgehalte in Bachsedimenten in vier verschiedenen farbigen Punkt- und Isoflächenkarten.
GEMAS (Geochemical Mapping of Agricultural and Grazing Land Soil in Europe) ist ein Kooperationsprojekt zwischen der Expertengruppe „Geochemie“ der europäischen geologischen Dienste (EuroGeoSurveys) und Eurometeaux (Verbund der europäischen Metallindustrie). Insgesamt waren an der Durchführung des Projektes weltweit über 60 internationale Organisationen und Institutionen beteiligt. In den Jahren 2008 und 2009 wurden in 33 europäischen Ländern auf einer Fläche von 5 600 000 km² insgesamt 2219 Ackerproben (Ackerlandböden, 0 – 20 cm, Ap-Proben) und 2127 Grünlandproben (Weidelandböden, 0 – 10 cm, Gr-Proben) entnommen. In den Proben wurden 52 Elemente im Königswasseraufschluss, 41 Elemente als Gesamtgehalte sowie TC und TOC bestimmt. Ergänzend wurde in den Ap-Proben zusätzlich 57 Elemente in der mobilen Metallionenfraktion (MMI®) sowie die Bleiisotopenverhältnisse untersucht. Alle analytischen Untersuchungen unterlagen einer strengen externen Qualitätssicherung. Damit liegt erstmals ein qualitätsgesicherter und harmonisierter geochemischer Datensatz für die europäischen Landwirtschaftsböden mit einer Belegungsdichte von einer Probe pro 2 500 km² vor, der eine Darstellung der Elementgehalte und deren Bioverfügbarkeit im kontinentalen (europäischen) Maßstab ermöglicht. Die Downloaddateien zeigen die flächenhafte Verteilung der mit verschiedenen Analysenmetoden bestimmten Elementgehalte in Form von farbigen Isoflächenkarten mit jeweils 7 und 72 Klassen.
Das Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung einer instationären Methode, welche mit Hilfe bildgebender Systeme die Ermittlung der Haftungseigenschaften keramischer Wärmedämmschichten (englisch: Thermal Barrier Coatings, TBCs) für den Einsatz in Kraftwerksturbinen ermöglicht. Die zu entwickelnde Methode soll sowohl während des Betriebs der Turbinen als auch während der Schichtherstellung zum Einsatz kommen. Die zerstörungsfreie Überwachung der Schichten reduziert die Anzahl der Wartungsintervalle in denen die Turbine stillsteht und die Schaufeln evtl. ausgetauscht werden müssen, wodurch die Ressourcen- und Kosteneffizienz erhöht wird. Durch eine Verbesserung der Schichteigenschaften können höhere Betriebstemperaturen gefahren werden, was den Wirkungsgrad der Turbine erhöht. Daher sollen speziell die Haftungseigenschaften der TBCs durch eine Optimierung der Prozessparameter verbessert werden. Dafür werden die zur Verfügung stehenden thermischen Spritzverfahren entsprechend angepasst und die Parameter maßgeschneidert eingestellt. Insgesamt liefert das Vorhaben damit einen Beitrag zur Erhöhung Ressourcen- und Energieeffizienz von Kraftwerksturbinen. Rauschert wird Wärmedämmschichten auf Basis von Oxidkeramiken (vor allem Aluminiumoxid oder mit Yttriumoxid teilstabilisiertes Zirkonoxid) mittels thermischer Spritzverfahren auf Substrate aufbringen, die in der Kraftwerkstechnik eingesetzt werden. Dabei werden durch Variation der Prozessparameter und der Schichtzusammensetzung Schichten mit unterschiedlichen Haftungseigenschaften präpariert, die dann entsprechend von den Projektpartnern FHWS und ZAE Bayern charakterisiert werden. Darüber hinaus wird Rauschert bei der Entwicklung des Messverfahrens zur Bestimmung der Haftungseigenschaften mitwirken und entsprechende Messungen auch während der Schichtpräparation durchführen. Basierend auf den Untersuchungsergebnissen werden von Rauschert schließlich Schichten mit optimierten Haftungseigenschaften entwickelt.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 40 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 20 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 10 |
| Förderprogramm | 28 |
| unbekannt | 23 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 12 |
| offen | 29 |
| unbekannt | 20 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 31 |
| Englisch | 32 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Keine | 47 |
| Webseite | 14 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 26 |
| Lebewesen und Lebensräume | 33 |
| Luft | 14 |
| Mensch und Umwelt | 61 |
| Wasser | 14 |
| Weitere | 55 |