Diffusion

© Uni HB, Thomas VeltzkeMehrkomponentendiffusion von Gasen

Experimentelle und theoretische Untersuchung der Mehrkomponentendiffusion von Gasen unter verdünnten Bedingungen

Mehrkomponenten-Diffusion von Gasen in mikro- und nanoskaligen Strukturen bestimmt die wesentlichen Eigenschaften und die Effizienz vieler natürlicher und technischer Prozesse. In sehr kleinen Systemen befindet sich das Gas in einem Zustand, der als verdünnt bezeichnet wird, wobei Diffusion der vorherrschende und somit limitierende Transportmechanismus ist. Entscheidende Effizienzsteigerungen auf der Makroebene, z.B. in der Gastrennung mit Membranen, der heterogenen Katalyse oder bei Mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) erfordern deshalb ein grundlegendes Verständnis der Abhängigkeit der Mehrkomponenten-Diffusion vom Grad der Gasverdünnung, quantifiziert durch die Knudsenzahl.

In diesem Projekt wird die Abhängigkeit von Mehrkomponenten-Diffusionseffekten sowohl von der Gasverdünnung als auch von der Porengeometrie, experimentell und theoretisch untersucht. Zu diesem Zwecke wird ein sog. Two-Bulb-Diffusion Experiment realisiert, welches der Validierung der entwickelten Modelle über einen großen Bereich der Knudsenzahl dient.