Element concentrations of bulk sediment from the Southern Cape Basin

High-resolution records of Ca and Sr were obtained from shipboard XRF analyses of bulk sediments in five gravity cores from the southern Cape Basin, South Atlantic Ocean. Sr/Ca ratios display regular glacial/interglacial variations of 14-40% and reveal a close correlation with the SPECMAP record, minimum Sr/Ca ratios appearing during glacial (delta18 O) maxima, distinct increases during periods of deglaciation, and highest ratios in interstadials. Shifts in carbonate-producing phytoplankton and/or zooplankton assemblages over glacial/interglacial cycles are suggested to be the main cause for the observed variations in Sr/Ca patterns. Quick assessment of the relationship between Sr/Ca ratios and the SPECMAP record made it possible to easily transfer an age model to the newly collected cores already during the cruise.

Continuously measured 222Rn activity concentrations (daily means) in near surface air at Neumayer Station in the period 1995 through 2011

We report on continuously measured 222Rn activity concentrations in near-surface air at Neumayer Station in the period 1995-2011. This 17-year record showed no long-term trend and has overall mean ± standard deviation of (0.019 ± 0.012) Bq/m**3. A distinct and persistent seasonality could be distinguished with maximum values of (0.028 ± 0.013) Bq/m**3 from January to March and minimum values of (0.015 ± 0.009) Bq/m**3 from May to October. Elevated 222Rn activity concentrations were typically associated with air mass transport from the Antarctic Plateau. Our results do not support a relation between enhanced 222Rn activity concentrations at Neumayer and cyclonic activity or long-range transport from South America. The impact of oceanic 222Rn emissions could not be properly assessed but we tentatively identified regional sea ice extent (SIE) variability as a significant driver of the annual 222Rn cycle.

CoO nanoparticles embedded in three-dimensional nitrogen/sulfur co-doped carbon nanofiber networks as a bifunctional catalyst for oxygen reduction/evolution reactions

High-performance and low-cost bifunctional electrocatalysts play crucial roles in oxygen reduction and evolution reactions. Herein, a novel three-dimensional (3D) bifunctional electrocatalyst was prepared by embedding CoO nanoparticles into nitrogen and sulfur co-doped carbon nanofiber networks (denoted as CoO@N/S-CNF) through a facile approach. The carbon nanofiber networks were derived from a nanostructured biological material which provided abundant functional groups to nucleate and anchor nanoparticles while retaining its interconnected 3D porous structure. The composite possesses a high specific surface area and graphitization degree, which favors both mass transport and charge transfer for electrochemical reaction. The CoO@N/S-CNF not only exhibits highly efficient catalytic activity towards oxygen reduction reaction (ORR) in alkaline media with an onset potential of about 0.84 V, but also shows better stability and stronger resistance to methanol than Pt/C. Furthermore, it only needs an overpotential of 1.55 V to achieve a current density of 10 mA cm^-2, suggesting that it is an efficient electrocatalyst for oxygen evolution reaction (OER). The ΔE value (oxygen electrode activity parameter) of CoO@N/S-CNF is calculated to be 0.828 V, which demonstrates that the composite could be a promising bifunctional electrocatalyst for both ORR and OER.

Estudo comparativo da queima rápida com a queima tradicional nas propriedades de materiais cerâmicos de base argilos

Dutra, R. P. S.; Varela,M. L.; Nascimento, R. M. ; Gomes, U. U. ; Martinelli1, A. E. ; Paskocimas, C. A. Estudo comparativo da queima rápida com a queima tradicional nas propriedades de materiais cerâmicos de base argilosa. Cerâmica [online]. 2009, vol.55, n.333, pp. 100-105. ISSN 0366-6913. doi:Disponivem em: . Acesso em: 04 out. 2010.

Study of the oceanographic conditions in the Caribbean in 2003

[EN]A meridional hydrographic section was made in October 2003 at 66ºW from the coast of Venezuela to Puerto Rico. In this report, we concentrate from surface to 1700 m depth in the Caribbean. The data show two distinct water masses with different origins: Caribbean Surface Water, with salinity values less that 35.5, and Subtropical Underwater (SUW), with subsurface salinity higher than 37, with their source in the North Atlantic and subtropics respectively, as previously observed. Different velocity patterns in the water masses from Atlantic Ocean to the Caribbean are observed. Mass transport through the section is westward and about 30 Sv that matches the transport of the Florida Current.

Séquestration géologique du CO2 par carbonatation minérale dans les résidus miniers

La carbonatation minérale dans les résidus miniers est un moyen sûr et permanent de séquestrer le CO2 atmosphérique. C’est un processus naturel et passif qui ne nécessite aucun traitement particulier et donc avantageux d’un point de vue économique. Bien que la quantité de CO2 qu’il soit possible de séquestrer selon ce processus est faible à l’échelle globale, dans le cadre d’un marché du carbone, les entreprises minières pourraient obtenir des crédits et ainsi revaloriser leurs résidus. À l’heure actuelle, il y a peu d’informations pour quantifier le potentiel de séquestration du CO2 de façon naturelle et passive dans les piles de résidus miniers. Il est donc nécessaire d’étudier le phénomène pour comprendre comment évolue la réaction à travers le temps et estimer la quantité de CO2 qui peut être séquestrée naturellement dans les piles de résidus. Plusieurs travaux de recherche se sont intéressés aux résidus miniers de Thetford Mines (Québec, Canada), avec une approche principalement expérimentale en laboratoire. Ces travaux ont permis d’améliorer la compréhension du processus de carbonatation, mais ils nécessitent une validation à plus grande échelle sous des conditions atmosphériques réelles. L’objectif général de cette étude est de quantifier le processus de carbonatation minérale des résidus miniers sous des conditions naturelles, afin d’estimer la quantité de CO2 pouvant être piégée par ce processus. La méthodologie utilisée repose sur la construction de deux parcelles expérimentales de résidus miniers situées dans l’enceinte de la mine Black Lake (Thetford Mines). Les résidus miniers sont principalement constitués de grains et de fibres de chrysotile et lizardite mal triés, avec de petites quantités d’antigorite, de brucite et de magnétite. Des observations spatiales et temporelles ont été effectuées dans les parcelles concernant la composition et la pression des gaz, la température des résidus, la teneur en eau volumique, la composition minérale des résidus ainsi que la chimie de l’eau des précipitations et des lixiviats provenant des parcelles. Ces travaux ont permis d’observer un appauvrissement notable du CO2 dans les gaz des parcelles (< 50 ppm) ainsi que la précipitation d’hydromagnésite dans les résidus, ce qui suggère que la carbonatation minérale naturelle et passive est un processus potentiellement important dans les résidus miniers. Après 4 ans d’observations, le taux de séquestration du CO2 dans les parcelles expérimentales a été estimé entre 3,5 et 4 kg/m3/an. Ces observations ont permis de développer un modèle conceptuel de la carbonatation minérale naturelle et passive dans les parcelles expérimentales. Dans ce modèle conceptuel, le CO2 atmosphérique (~ 400 ppm) se dissout dans l’eau hygroscopique contenue dans les parcelles, où l’altération des silicates de magnésium forme des carbonates de magnésium. La saturation en eau dans les cellules est relativement stable dans le temps et varie entre 0,4 et 0,65, ce qui est plus élevé que les valeurs de saturation optimales proposées dans la littérature, réduisant ainsi le transport de CO2 dans la zone non saturée. Les concentrations de CO2 en phase gazeuse, ainsi que des mesures de la vitesse d’écoulement du gaz dans les cellules suggèrent que la réaction est plus active près de la surface et que la diffusion du CO2 est le mécanisme de transport dominant dans les résidus. Un modèle numérique a été utilisé pour simuler ces processus couplés et valider le modèle conceptuel avec les observations de terrain. Le modèle de transport réactif multiphase et multicomposant MIN3P a été utilisé pour réaliser des simulations en 1D qui comprennent l’infiltration d’eau à travers le milieu partiellement saturé, la diffusion du gaz, et le transport de masse réactif par advection et dispersion. Même si les écoulements et le contenu du lixivat simulés sont assez proches des observations de terrain, le taux de séquestration simulé est 22 fois plus faible que celui mesuré. Dans les simulations, les carbonates précipitent principalement dans la partie supérieure de la parcelle, près de la surface, alors qu’ils ont été observés dans toute la parcelle. Cette différence importante pourrait être expliquée par un apport insuffisant de CO2 dans la parcelle, qui serait le facteur limitant la carbonatation. En effet, l’advection des gaz n’a pas été considérée dans les simulations et seule la diffusion moléculaire a été simulée. En effet, la mobilité des gaz engendrée par les fluctuations de pression barométrique et l’infiltration de l’eau, ainsi que l’effet du vent doivent jouer un rôle conséquent pour alimenter les parcelles en CO2.

Estudo comparativo da queima rápida com a queima tradicional nas propriedades de materiais cerâmicos de base argilos

Dutra, R. P. S.; Varela,M. L.; Nascimento, R. M. ; Gomes, U. U. ; Martinelli1, A. E. ; Paskocimas, C. A. Estudo comparativo da queima rápida com a queima tradicional nas propriedades de materiais cerâmicos de base argilosa. Cerâmica [online]. 2009, vol.55, n.333, pp. 100-105. ISSN 0366-6913. doi:Disponivem em: . Acesso em: 04 out. 2010.

Integrated micro fuel cells with on-board hydride reactors and autonomous control schemes

Miniaturization of power generators to the MEMS scale, based on the hydrogen-air fuel cell, is the object of this research. The micro fuel cell approach has been adopted for advantages of both high power and energy densities. On-board hydrogen production/storage and an efficient control scheme that facilitates integration with a fuel cell membrane electrode assembly (MEA) are key elements for micro energy conversion. Millimeter-scale reactors (ca. 10 µL) have been developed, for hydrogen production through hydrolysis of CaH2 and LiAlH4, to yield volumetric energy densities of the order of 200 Whr/L. Passive microfluidic control schemes have been implemented in order to facilitate delivery, self-regulation, and at the same time eliminate bulky auxiliaries that run on parasitic power. One technique uses surface tension to pump water in a microchannel for hydrolysis and is self-regulated, based on load, by back pressure from accumulated hydrogen acting on a gas-liquid microvalve. This control scheme improves uniformity of power delivery during long periods of lower power demand, with fast switching to mass transport regime on the order of seconds, thus providing peak power density of up to 391.85 W/L. Another method takes advantage of water recovery by backward transport through the MEA, of water vapor that is generated at the cathode half-cell reaction. This regulation-free scheme increases available reactor volume to yield energy density of 313 Whr/L, and provides peak power density of 104 W/L. Prototype devices have been tested for a range of duty periods from 2-24 hours, with multiple switching of power demand in order to establish operation across multiple regimes. Issues identified as critical to the realization of the integrated power MEMS include effects of water transport and byproduct hydrate swelling on hydrogen production in the micro reactor, and ambient relative humidity on fuel cell performance.