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PDF, Deutsch - Hauptdokument Download (18MB) | Lizenz: Effektive Mischung durch dichtegetriebene Strömung von Burchardt, Ansgar steht unter einer Creative Commons Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland

Abstract

Eine Technologie um den Klimawandel zu verzögern ist die Verbringung von Kohlenstoffdioxid in salzhaltigen Grundwasserleitern, in denen das Treibhausgas möglichst lange verbleiben soll. In dieser Arbeit wird ein Aspekt des solubility trapping, einer der Rückhaltemechanismen für CO2, genauer betrachtet: nachdem das im überkritischen Zustand eingepresste Kohlenstoffdioxid bis zu einer Deckschicht aufgestiegen ist, beginnt sich das CO2 im Wasser zu lösen. Dieses gewinnt dadurch an Dichte und sinkt nach unten; an seiner Stelle steigt Salzwasser ohne oder mit einem geringeren Anteil an gelöstem Kohlenstoffdioxid auf, in welchem sich wieder CO2 lösen kann. Es kommt also zu einer dichtegetriebenen Strömung, durch die der Lösungsprozess beschleunigt wird. Ziel ist es zu überprüfen, ob es qualitative Unterschiede zwischen zwei und drei Raumdimensionen gibt und zu versuchen den Mischungsprozess durch die dichtegetriebene Strömung durch ein einfacheres Modell zu beschreiben. Dazu wurde unter Verwendung des DUNE-Frameworks ein Programm entwickelt, mit dem der Prozess in einem Modellproblem simuliert werden kann und versucht die Verteilung des gelösten Kohlenstoffdioxid durch ein eindimensionales Problem mit einer effektiven Diffusionskonstanten näherungsweise zu beschreiben.