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The luminescent solar concentrator has the potential of widespread use as a generator of electricity from sunlight well-suited for use in the urban environment owing to its adaptability in shape and coloration. The device performance is heavily dependent on the ability to transport light long distances to the edges. A common organic luminophore used in the device is based on a perylene core. In this work, we describe an overlooked effect of UV illumination on the appearance and efficiency of these devices. An additional absorption peak appears upon polymerization under intense UV in nitrogen atmosphere which significantly reduces the edge emissions from the device. The additional absorbance peak disappears after exposure to air, indicating the presence of a radical anion being formed during the UV light exposure. This suggests newly-produced LSC devices should be allowed to stand a period of time under ambient conditions before their performance characteristics are determined, which could have implications in potential future commercialization of the technology.

An amorphous WO3 induced lattice distortion strategy leads to only 2 wt% Ir for efficient overall water splitting in acid.

This research investigates the flight behavior of refuse-derived fuel (RDF) in a drop shaft using Computer Vision to obtain statistical data on the aerodynamic properties of the particles. Methods to determine 3D geometry models of complex-shaped particles by photogrammetry and to obtain time resolved particle positions and velocities are described. Furthermore, an approach to obtain the frequency distribution of drag and lift coefficients from photogrammetric analysis and drop shaft experiments is presented. The image evaluation is based on algorithms of the open-source libraries OpenCV, COLMAP as well as MeshLab and Open3D. The precision of the system is validated employing model particles with known geometry. The 3D particle models overestimate the particle surface area by 4.58 %, the position detection works with a mean deviation of 2.73 %. The average sink rate is calculated with an accuracy of 4.87 % and the drag coefficient with an accuracy of 2.08 %. Finally, the frequency distribution of four RDF fractions, namely, textiles, cardboard, 3D plastic particles and 2D plastic foils are presented.

Self-organizing nanopatterns can enable economically competitive, industrially applicable light-harvesting platforms for thin-film solar cells. In this work, we present transparent solar cell substrates having quasiperiodic uniaxial nanowrinkle patterns with high optical haze values. The self-organized nanowrinkle template is created by controlled heat-shrinking of metal-deposited pre-stretched polystyrene sheets. A scalable UV nanoimprinting method is used to transfer the nanopatterns to glass substrates on which single-junction hydrogenated amorphous silicon p-i-n solar cells are subsequently fabricated. The structural and optical analyses of the solar cell show that the nanowrinkle pattern is replicated throughout the solar cell structure leading to enhanced absorption of light. The efficient broadband light-trapping in the nanowrinkle solar cells results in very high 18.2 mA/cm2 short-circuit current density and 9.5% energy-conversion efficiency, which respectively are 35.8% and 39.7% higher than the values obtained in flat-substrate solar cells. The cost- and time-efficient technique introduces a promising new approach to customizable light-management strategies in thin-film solar cells.

This study provides the first comprehensive overview of the sustainability performance of the hotel sector in the Himalayan region: Sagarmatha National Park and Buffer Zone, using both environmental, economic, and technical criteria. In particular, the performance of 45 buildings in this region were measured and quantified in terms of life cycle based carbon footprint, life cycle costs, heat loss rate, number of guests, energy consumption, and area. Buildings were classified into three types: traditional, semi-modern and modern. The statistical analysis included testing for significant differences between such categories by means of ANOVA, and determination of the correlation between the same parameters. Results show a significant difference between the buildings’ total carbon footprint and operation stage carbon footprint while, there is no significant difference between the buildings’ life cycle costs. Traditional buildings have on average the largest carbon footprint and life-cycle cost over the typical building lifespan of 50 years of building lifespan. The ANOVA tests highlight how heat loss rate, size of the building and number of tourists in the hotels are significantly different across the building types. A strong positive correlation is observed between environmental impact, economic impact and energy consumption for the household activities, and a negative correlation with the number of guests and building size. By considering several buildings, this study allows to draw new and more general conclusions about effective sustainability strategies in the whole hotel sector in the Himalayan region. In particular, it shows that reducing impacts in the operation stage should be highly prioritized, focusing on reducing energy consumption and heat loss and shifting to the use of renewable energy sources.

Industrial symbiosis (IS) is recognized as an effective practice to support circular economy and sustainable development because it is able to enhance the technical efficiency of production processes, provided IS relationships among companies remain active over the long period. However, although it has been established that IS relationships can be vulnerable to disruptive events that reduce the willingness of companies to cooperate in IS synergies, to date few contributions to the literature focus attention on the events which lead firms to interrupt IS synergies. This paper contributes to the existing literature firstly by highlighting the disruptive events affecting the willingness of companies to cooperate in IS synergies and their causes, and secondly by developing an analytical model to assess the impact of each disruption on physical and monetary flows created among companies by the IS relationship. Specifically, an enterprise input-output (EIO) model is proposed, aimed at mapping the physical and monetary flows resulting from IS synergies among companies. Through this model, disruptive events can be modeled and their impact on the above-mentioned flows can be assessed. A numerical case example illustrates how the model works and how company managers and IS facilitators could use it to evaluate to what degree their current IS relationships may be vulnerable to perturbations. The model could therefore facilitate the design of adequate countermeasures and contribute to the development of perturbation resilient IS relationships. Furthermore, policymakers could adopt the model when designing policy actions to support IS practice.

Der Klimawandel wird sich voraussichtlich auf das Grundwasser auswirken, aber die Prognosen sind sehr unsicher. Die Quantifizierung der historischen Auswirkungen ermöglicht ein besseres Verständnis der Reaktion des Grundwassers, wurde aber aufgrund des komplexen Einflusses verschiedener Faktoren, wie Grundwasserentnahme für die landwirtschaftliche Bewässerung und Landnutzungsänderungen, nur selten untersucht. Diese Arbeit zielt darauf ab, zum Verständnis und zur Quantifizierung der historischen Auswirkungen von Klimawandel und -schwankungen auf das Grundwasser durch drei miteinander verbundene Forschungsfragen beizutragen: Frage 1: Wie sensitiv reagieren der Grundwasserstand und die Grundwasserneubildung auf Klimaschwankungen in Australien? Frage 2: Wie stark sind die Veränderungen des Grundwasserstands auf den anthropogenen Klimawandel in Australien zurückzuführen und wann haben sich diese Auswirkungen auf das Grundwasser bemerkbar gemacht? Frage 3: Wie haben und werden sich die langfristigen Klimawandel und -schwankungen auf den Grundwasserabfluss (niedriger, mittlerer und hoher Abfluss) in einem großen Karsteinzugsgebiet (schneebeeinflusst, gemäßigtes Klima) in Mitteleuropa auswirken? Die Frage 1 wurde durch Quantifizierung der Sensitivität des Grundwasserstands und der Grundwasserneubildung gegenüber Klimaschwankungen in Australien untersucht. Insgesamt 4350 Messstellen wurden zunächst mit der Zeitreihen-Grundwasser-Toolbox HydroSight modelliert, und 1143 (26%) davon wurden als klimadominierte Messstellen identifiziert. Zur Quantifizierung der Grundwassersensitivität wurde dann ein multipler linearer Regressionsansatz angewandt, der an Studien zur Elastizität von Wasserflüssen adaptiert wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass der Grundwasserstand und die Grundwasserneubildung etwa achtmal sensitiver auf Niederschläge reagieren als auf Veränderungen der potenziellen Evapotranspiration. Die inhärenten Eigenschaften der Gebiete, wie Klimatyp und Hydrogeologie, scheinen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Grundwassersensitivität zu spielen. Die Frage 2 wurde untersucht, indem historische Veränderungen des Grundwasserstands in Australien festgestellt und auf den anthropogenen Klimawandel zurückgeführt wurden. An den vom Klima dominierten Standorten wurde ein Modellierungsexperiment durchgeführt, um die Veränderungen des Grundwasserstands sowohl in der faktischen als auch in der kontrafaktischen (natürlichen) Welt mit und ohne menschlichen Einfluss zu simulieren. Die Ergebnisse zeigen, dass 90% der Standorte seit den 1950er Jahren eine signifikante Grundwasserabsenkung erfahren haben, die auf den anthropogenen Klimawandel zurückzuführen ist. Im Südwesten Australien ist die Abnahme am höchsten und liegt viermal so hoch wie der nationale Median (-74 gegenüber -19 mm pro Jahr). Diese Ergebnisse gehören zu den ersten, die zeigen, dass das Grundwasser bereits seit längerer Zeit den negativen Auswirkungen des anthropogenen Klimawandels leidet. Zur Beantwortung von Frage 3 wurde die Reaktion des Grundwasserabflusses auf Klimawandel und -schwankungen in einem schneebeeinflussten Karsteinzugsgebiet der gemäßigten Breiten (Blautopf) in Süddeutschland zwischen 1952 und 2100 quantifiziert. In dieser Studie wurden statistische Methoden und konzeptionelle Modellierungen eingesetzt, um die langfristigen Auswirkungen zu quantifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Veränderungen des jährlichen mittleren und niedrigen Abflusses nicht signifikant waren, aber der jährliche Spitzenabfluss hat sich aufgrund der weniger intensiven Schneeschmelze auf einen niedrigen Wert (< 13,6 m3/s) verschoben. Trotz nicht signifikanter historischer Veränderungen werden alle hoch-, niedrig- und mittleren Abflüsse bis zum Jahr 2100 voraussichtlich abnehmen. Diese Ergebnisse können auf potenzielle Risiken der Wassermangelversorgung an ähnlichen klimatischen und geologischen Standorten hinweisen. Die Quantifizierung der historischen Auswirkungen von Klimawandel und -schwankungen auf das Grundwasser trägt zu einem besseren Verständnis der Reaktion des Grundwassers bei und erhöht die Zuverlässigkeit der Vorhersagen. Nur wenn wir die Vergangenheit verstehen, können wir bessere Vorhersagen für die Zukunft machen.