Mikrostruktur-Experimentierlabor (ME.Lab)

Das Microstructure Experimental Lab (ME.Lab) konzentriert sich auf experimentelle Untersuchungen gekoppelter Strömungs-, Transport-, Reaktions- und mechanischer Prozesse in Geomaterialien, mit besonderem Schwerpunkt auf gebrochenen porösen Gesteinen und Wechselwirkungen zwischen Flüssigkeiten, Mikroben, Gasen und Gesteinen. Durch Laborexperimente, die von mikrofluidischen (mikrometergroßen) Systemen bis hin zu Kern- und Plug-Scale-Studien reichen, und in enger Zusammenarbeit mit dem Rock Characterization Lab (RC.Lab) und dem Rock Magnetics Lab (RM.Lab) möchte das ME.Lab das Verständnis der physikalisch-chemisch-biologischen Prozesse im Untergrund verbessern. Unsere Forschung befasst sich mit Gesteins- und Porenraumveränderungen, Fluidmigrationsdynamik und geomechanischem Verhalten unter kontrollierten Bedingungen mit Anwendungen in den Bereichen unterirdische Wasserstoff- und CO₂-Speicherung, tiefe Geothermie und nachhaltige Energieversorgungslösungen im Untergrund.

Wechselwirkungen zwischen Flüssigkeiten, Gestein und Mikroorganismen	Mikrofluidik
HPHT-Batch-Reaktoren für Experimente mit Wasserstoff/CO2, Flüssigkeiten und Gesteinsveränderungen Flaschen-Batch-Experimente für geochemische und biogeochemische Untersuchungen	Standard-Mikrofluidik-Aufbau Mikromodell aus echtem Gestein für durchsichtige reaktive Transportversuche Plasmabonding-Maschine für die Chip-Herstellung
Gesteinsverformung	Durchflusseigenschaften
Einachsige Verformungsvorrichtung 1000 kN (UCS, E, Poisson-Verhältnis) Dreiachsige Verformungs-Hoek-Zelle (Pc: 70 MPa) integriert mit einem Dehnungsmessstreifensystem	HPHT-Kernflutungsvorrichtung zur Bestimmung von Reaktion und Permeabilität Durchflusssäule Reaktive Gasdurchflusszelle

Batch experiments

Microfluidic setup

Rock deformation

Reactive transport

Mitarbeiter
Name	Zuständigkeitsbereich	Kontakt
Chen, Yonghui Assistent	Microstructure Experimental Modeling - Rock Mechanics	yonghui chen ∂does-not-exist.kit edu
Cheng, Chaojie Gruppenleiter Microstructural Experimental THMCB	Research Scientist	chaojie cheng ∂does-not-exist.kit edu
Leite Mendes, Bruno Daniel Assistent		bruno mendes ∂does-not-exist.kit edu
Meng, Fanqi Assistent	Microstructure Experimental Modeling - Hydrogen Storage and Microbiology	fanqi meng ∂does-not-exist.partner kit edu
Niftaliyev, Rustam Assistent	Microstructure Experimental Modeling - CO2 Storage	rustam niftaliyev ∂does-not-exist.kit edu
von Dollen, Martin Präparator	Senior Techniker Ingenieur	Martin Dollen ∂does-not-exist.kit edu

Publikationsliste

2025

Underground hydrogen storage in sandstone reservoirs: Effects of geochemical reactivity of hydrogen on reservoir performance
Cheng, C.; Busch, B.; Kontny, A.; Hilgers, C.
2025. International Journal of Hydrogen Energy, 105, 492–504. doi:10.1016/j.ijhydene.2025.01.330

2024

Natural-Rock Micromodels for Investigation of Micro-Processes and Interactions within Real Pores of Geological Materials
Cheng, C.; Busch, B.; Von Dollen, M.; Dohrmann, A. B.; Krüger, M.; Hilgers, C.
2024. 85th EAGE Annual Conference & Exhibition 2024 : Oslo, Norway, 10-13 June 2024, 1–5, Curran. doi:10.3997/2214-4609.202410381

2023

A microfluidic study into salt precipitation in saline aquifers induced by continuous CO2 injection
Cheng, C.; Busch, B.; Hilgers, C.
2023. 84th EAGE Annual Conference and Exhibition : Vienna, Austria, 5-8 June 2023, 1–5, Curran. doi:10.3997/2214-4609.2023101505

2022

Fracture Transmissivity in Prospective Host Rocks for Enhanced Geothermal Systems (EGS)
Herrmann, J.; Schuster, V.; Cheng, C.; Milsch, H.; Rybacki, E.
2022. Geosciences, 12 (5), Art.-Nr.: 195. doi:10.3390/geosciences12050195

2021

Hydromechanical Investigations on the Self-propping Potential of Fractures in Tight Sandstones
Cheng, C.; Milsch, H.
2021. Rock Mechanics and Rock Engineering, 54 (10), 5407–5432. doi:10.1007/s00603-021-02500-4
What process causes the slowdown of pressure solution creep
Lu, R.; Cheng, C.; Nagel, T.; Milsch, H.; Yasuhara, H.; Kolditz, O.; Shao, H.
2021. Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources, 7 (3), Art.-Nr.: 57. doi:10.1007/s40948-021-00247-4
Transient Permeability in Porous and Fractured Sandstones mediated by Fluid-rock Interactions. Dissertation
Cheng, C.
2021, Juni 29. Universität Potsdam. doi:10.25932/publishup-51012
Long-term evolution of fracture permeability in slate as potential target reservoirs for Enhanced Geothermal Systems (EGS)
Cheng, C.; Herrmann, J.; Rybacki, E.; Milsch, H.
2021. European Geosciences Union General Assembly (EGU 2021), Online, 19.–30. April 2021. doi:10.5194/egusphere-egu21-12187
Permeability and Mineralogy of the Újfalu Formation, Hungary, from Production Tests and Experimental Rock Characterization: Implications for Geothermal Heat Projects
Willems, C. J. L.; Cheng, C.; Watson, S. M.; Minto, J.; Williams, A.; Walls, D.; Milsch, H.; Burnside, N. M.; Westaway, R.
2021. Energies, 14 (14), Art.-Nr.: 4332. doi:10.3390/en14144332
Long-Term Evolution of Fracture Permeability in Slate: An Experimental Study with Implications for Enhanced Geothermal Systems (EGS)
Cheng, C.; Herrmann, J.; Wagner, B.; Leiss, B.; Stammeier, J. A.; Rybacki, E.; Milsch, H.
2021. Geosciences, 11 (11), Art.-Nr.: 443. doi:10.3390/geosciences11110443

2020

Measuring hydraulic fracture apertures: A comparison of methods
Cheng, C.; Hale, S.; Milsch, H.; Blum, P.
2020. Solid earth, 11 (6), 2411–2423. doi:10.5194/se-11-2411-2020
Permeability Variations in Illite‐Bearing Sandstone: Effects of Temperature and NaCl Fluid Salinity
Cheng, C.; Milsch, H.
2020. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 125 (9). doi:10.1029/2020JB020122
Evolution of Fracture Aperture in Quartz Sandstone under Hydrothermal Conditions: Mechanical and Chemical Effects
Cheng, C.; Milsch, H.
2020. Minerals, 10 (8), Art.-Nr.: 657. doi:10.3390/min10080657