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Eingeladener Vortrag
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A series of experiments were conducted in a 10L closed and vented tube with L/D = 10.0, and effects of initial fuel volume concentration, inert gas dilutions (diluted by N2 and CO2), inert gas–water mist twin fluid medium dilutions (diluted by N2-H2O twin fluid medium, CO2-H2O twin fluid medium) and end boundary conditions on overpressure transients of hydrocarbon fuel–air mixtures explosion were revealed. Results show that the overpressure-time profiles consistent with the dynamic evolution law of ‘approximately zero-1st overpressure rising stage-2nd overpressure rising stage-descending stage’, and ‘rate of overpressure rise-time’ curves exhibit the characteristics of multi-stages and multi-peaks, such as (dp/dt)(1,max), (dp/dt)(1,min), (dp/dt)(2,max) and (dp/dt)(2,min). Specifically, as the fuel volume concentration increased, both the maximum overpressures (pmax), and the maximum rates of overpressure rise ((dp/dt)(1,max) and (dp/dt)(2,max)) show a variation trend of increasing firstly and then decreasing, while the corresponding times (tmax, θ(1,max) , θ(2,max)) show a total different variation trend. Moreover, when YCH is lower than 1.88%, the value of (dp/dt)(1,max) is greater than (dp/dt)(2,max), while the value of (dp/dt)(1,max) was less than (dp/dt)(2,max), and when YCH was higher than 1.88%. The addition of N2 and CO2 can obviously inhibit the explosion intensity of hydrocarbon fuel, and the inhibition effect of CO2 is better than that of N2. Due to the synergy inhibition effect of the inert gas and ultrafine water mist, all the values of pmax, (dp/dt)(1,max) and (dp/dt)(2,max) diluted by inert gas-ultrafine water mist twin fluid medium were smaller than those diluted by sole inert gases. In addition, there are significant differences in the overpressure-time and the rate of overpressure rise-time profiles between closed and end venting explosions. The values of maximum overpressure and the rates of overpressure rise of the closed explosion were higher than those of the venting explosion, but the minimum rate of overpressure rise is a smaller one.
Applying data-driven AI systems makes it possible to extract patterns from given data, generate predictions and helps making decisions. Material research and testing holds a plethora of AI-based applications, for example, for the automatized search and synthesis of new materials, the detection of materials defects, or the prediction of process and materials parameters (inverse problems). However, AI algorithms can often only be as good as the training data from which the corresponding models are learned. Therefore, it is also indispensable to develop measures for the standardization and quality assurance of such data.
For this purpose, we develop and implement methods from transferring data from various sources into a homogeneous data repository with uniform data descriptions. Through the standardization and corresponding machine-readable interfaces, research data can be made usable and reusable for further data analyses. In addition to the technical implementation of integrative platforms, it is crucial that quality-assured research data management is recognized and implemented as an integral part of daily scientific work. Finally, we provide a vision of how the Federal Institute for Materials Research and Testing can benefit from data-driven AI systems. We discuss early applications and take a peek at future research.
Biocides used as disinfectants are important to prevent the transmission of pathogens, especially during the current antibiotic resistance crisis. This crisis is exacerbated by phenotypically tolerant persister subpopulations that can survive transient antibiotic Treatment and facilitate resistance evolution. Here, we show that E. coli displays persistence against a widely used disinfectant, benzalkonium chloride (BAC). Periodic, persister-mediated failure of disinfection rapidly selects for BAC tolerance, which is associated with reduced cell Surface charge and mutations in the lpxM locus, encoding an enzyme for lipid A biosynthesis.
Moreover, the fitness cost incurred by BAC tolerance turns into a fitness benefit in the presence of antibiotics, suggesting a selective advantage of BAC-tolerant mutants in antibiotic environments. Our findings highlight the links between persistence to disinfectants and resistance evolution to antimicrobials.
Liebe Leser*innen,
wir stehen an der Schwelle einer globalen Transformation, des Aufbruchs in ein neues Zeitalter. Deutschland hat sich verpflichtet, bis 2045 das Ziel der Klimaneutralität zu erreichen, und stellt sich damit der Verantwortung, die Erderwärmung in vertretbaren Grenzen zu halten.
Der Weg zu einer CO₂-neutralen Zukunft wird nur mit sicheren Technologien und Innovationen möglich sein. Der Koalitionsvertrag der neuen Bundesregierung betont in seiner Präambel, dass "dieser Fortschritt auch mit einem Sicherheitsversprechen einhergehen muss". Unsere Expertise als Ressortforschungseinrichtung des Bundes mit dem Auftrag, Sicherheit in Technik und Chemie zu gewährleisten, ist daher auch 150 Jahre nach unserer Gründung gefragt - vielleicht mehr denn je. Wir verbinden sie mit dem Anspruch, Wissenschaft mit Wirkung zu betreiben, und leisten so einen Beitrag für eine klimaneutrale Zukunft.
Dieser Wandel und seine Innovationen werden von neuen Ideen in der Chemie sowie den Material- und Werkstoffwissenschaften getragen, unsere Zukunft ist eine stoffliche. Neue und alte Materialsysteme, Komponenten und Infrastrukturen werden im Kontext der Nachhaltigkeit gedacht werden müssen. Ihre Sicherheit macht Märkte, trägt also zum gesellschaftlichen Wohlstand bei, wenn wir das Vertrauen in Wissenschaft und Technik stärken. Dieses Vertrauen wiederum erwächst aus der Expertise von Menschen und der Verlässlichkeit von Institutionen wie der BAM.
Im letzten Jahr haben wir unsere Anstrengungen insbesondere in Schlüsselbereichen der Energiewende ausgebaut: unter anderem mit unserem Kompetenzzentrum für die Sicherheit moderner Wasserstofftechnologien, umfassenden Testmöglichkeiten für elektrische Energiespeicher und der Suche nach effizienteren, umweltschonenden Alternativen zu Lithium-Ionen-Batterien sowie mit Projekten zur Standfestigkeit noch größerer, leistungsstärkerer Windenergieanlagen und zur CO₂-Einsparung.
Zusammen mit unseren Partner*innen haben wir die große Chance, den Wandel aktiv voranzubringen. Davon erfahren Sie mehr in unserem neuen BAM Report 2021/22. Viel Spaß beim Lesen und Eintauchen in unsere Arbeit!
In this lecture the safety related properties og hydrogen compared to other fuel gases and the explosion protection measures of avoiding flammable mixtures, avoiding ignition sources and mitigating the consequences of explosions when handling hydrogen and hydrogen mixtures are presented.
The Joint European Summer School JESS 2021 addresses these issues by offering high quality graduate level courses on selected topics of vehicle technology, innovation & business development, safe handling of hydrogen, and modelling. The course content is tailored to the needs of a diverse audience: newcomers to the field, experienced students, and young professionals working at the forefront of fuel cell and hydrogen applications.
Hinsichtlich ihrer sicherheitstechnischen Kenngrößen (STK) unterscheiden sich Wasserstoff und Erdgas zum Teil stark. Im Vortrag werden verschiedene STK von Erdgas/Wasserstoff-Gemischen im Abhängigkeit des Wasserstoffanteils vorgestellt und die Auswirkung der Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas auf die Wirksamkeit von Explosionsschutzmaßnahmen erläutert.
Der Fachbereich 7.6 untersucht seit einiger Zeit an Auslagerungsständen auf dem Testgelände in Horstwalde Korrosion im maritimen Bereich. Im Moment läuft das System mit künstlichem Meerwasser und simuliert die Bewitterung von Metallproben unter angenäherten klimatischen Bedingungen ähnlich zum natürlichem Habitat. Im Laufe der Zeit konnte nicht intendierter mikrobieller bewuchs beobachtet werden. Es stellte sich die Frage, welche Mikroorganismen vorlagen und ob diese einen Einfluss auf die Korrosionsuntersuchungen haben könnte. Aus diesem Grund wurden 16S-rRNA Untersuchungen durchgeführt welche alle drei Domänen des Lebens widerspiegeln Bakterien, Archaea und Eukaryoten. Es konnte gezeigt werden, dass über 95% der vorliegenden Biomasse Grünalgen waren, die durch Licht Eintrag in den Container Photosynthese betrieben und dadurch an Biomasse zunahmen. Des weiteren konnten Bakterien detektiert werden, welche in der Regel halophilen und aeroben Habitaten zu finden sind. Allerdings wurden auch Sulfat reduzierende Bakterien (MIC) detektiert, wenn auch in einem geringen prozentualen Anteil. Es muss allerdings Berücksichtigt werden, dass die mikrobielle Zusammensetzung sich im Laufe der Zeit weiter ändern kann. Als Ursprung der Biomasse wird, das künstliche Sediment vermutet. Außerdem wäre es für zukünftige Experiment denkbar, das System mit echtem Sediment aus dem marinen Habitat anzuimpfen.
Corrosion is a very expensive and serious problem in the different industry sectors, eg. Petroleum-, On- and off-shore, infrastructure. It is estimated that 20% of all corrosion damage is caused by microorganisms or microbiologically influenced corrosion (MIC). Several microorganisms are known to cause corrosion, including sulfate-reducing bacteria, nitrate-reducing bacteria, methanogens etc. For several years, methanogens were regarded as a mild corroder (~0.065 mm/yr), largely due to a lack of detailed investigation on the corrosion mechanism under real-environment simulated conditions. Resulting in the common belief that siderite, a non-conductive compound, is the sole corrosion product (CP) of methanogen-induced MIC (Mi-MIC).
To simulate natural environmental conditions, we developed and introduced the multiport flow column system (MFC), a multi-sectional corrosion flow-cell. Using the MFC, we obtained ten times higher corrosion rates than previously reported. With a combination of several analytical techniques, such as ToF-SIMS, SEM-EDS and FIB-SEM, we found strong indication that siderite is not the sole corrosion product of Mi-MIC. The corrosion layers contained phosphorus, oxygen, magnesium, calcium and iron. The differences in the CP between static and dynamic environments demonstrated the impact of testing procedures on the corrosive potential of methanogens. To further verify and deepen our understanding of Mi-MIC, we are currently studying the influence of additional environmental parameters (e.g. pH, salinity, flow rate) on Mi-MIC.
Overall, results of this study will expand the current understanding of MIC from both analytical and mechanistic points of view, thus aiding the development of different mitigation strategies for various industry sectors.