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Energieeffizienz und Energiemanagement : Ein Überblick heutiger Möglichkeiten und Notwendigkeiten
(2012)
In industrial processes there is a variety of heavy metals (e.g., copper, zinc, cadmium, and lead) in use for wires, coatings, paints, alloys, batteries, etc. Since the application of these transition metals for industry is inevitable, it is a vital task to develop proper analytical techniques for their monitoring at low activity levels, especially because most of these elements are acutely toxic for biological organisms. The determination of ions in solution by means of a simple and inexpensive sensor array is, therefore, a promising task. In this work, a sensor array with heavy metal-sensitive chalcogenide glass membranes for the simultaneous detection of the four ions Ag⁺, Cu2⁺, Cd2⁺, and Pb2⁺ in solution is realized. The results of the physical characterization by means of microscopy, profilometry, Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), and scanning electron microscopy (SEM) as well as the electrochemical characterization by means of potentiometric measurements are presented. Additionally, the possibility to expand the sensor array by polymeric sensor membranes is discussed.
Characterisation of polymeric materials as passivation layer for calorimetric H2O2 gas sensors
(2012)
Calorimetric gas sensors for monitoring the H₂O₂ concentration at elevated temperatures in industrial sterilisation processes have been presented in previous works. These sensors are built up in form of a differential set-up of a catalytically active and passive temperature-sensitive structure. Although, various types of catalytically active dispersions have been studied, the passivation layer has to be established and therefore, chemically as well as physically characterised. In the present work, fluorinated ethylene propylene (FEP), perfluoralkoxy (PFA) and epoxy-based SU-8 photoresist as temperature-stable polymeric materials have been investigated for sensor passivation in terms of their chemical inertness against H₂O₂, their hygroscopic properties as well as their morphology. The polymeric materials were deposited via spin-coating on the temperature-sensitive structure, wherein spin-coated FEP and PFA show slight agglomerates. However, they possess a low absorption of humidity due to their hydrophobic surface, whereas the SU-8 layer has a closed surface but shows a slightly higher absorption of water. All of them were inert against gaseous H₂O₂ during the characterisation in H₂O₂ atmosphere that demonstrates their suitability as passivation layer for calorimetric H₂O₂ gas sensors.
Im Beitrag wird zunächst das Verfahren eines dynamischen elektro-geometrischen Modells vorgestellt. Dieses arbeitet im Gegensatz zum klassischen Blitzkugel-Verfahren nicht mit konstanten Radien; vielmehr wird der Radius der Blitzkugel variiert. Dabei werden ausschließlich vorhandene und in internationalen Normen anerkannte Ergebnisse, blitzphysikalische Grundlagen und Untersuchungen verwendet, und auf deren Grundlage ein numerisches Verfahren erarbeitet. Mit dem dynamischen elektro-geometrischen Modell werden dann einige Beispiele des Schutzes mit Fangstangen, die gemäß dem klassischen Blitzkugel-Verfahren nach DIN EN 62305-3 für die Schutzklassen I – II – III – IV geplant sind, untersucht. Es wird gezeigt, dass die Einfangwirksamkeiten wesentlich höher sind als in der Normenreihe DIN EN 62305 selbst angegeben. Grund dafür ist die Tatsache, dass das Blitzkugel-Verfahren sehr konservativ aufgebaut ist und dem Planer von Blitzschutzsystemen nur die möglichen Stellen für einen Einschlag aufzeigt, ohne eine Bewertung der Einschlagshäufigkeit zu liefern. Andererseits bedeutet dies jedoch, dass man mit dem klassischen Blitzkugel-Verfahren stets auf der „sicheren Seite“ liegt.