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Wärme und Stofftransport in monolithischen Katalysatoren während Gas- und Mehrphasenreaktionen (GRK 1860)

Offenzellige Schäume, auch Schwämme genannt, sind durch ihre exzeptionellen Eigenschaften wie Geschaffen als monolithischer Katalysatorträger. Ziel dieses Projekts ist es den Einfluss der strukturellen Eigenschaften der Schwämme auf Massentransport und Reaktionsleistung von stark exothermen Gas- und Mehrphasenreaktionen zu untersuchen.

 

Durch die Fluktuationen in der Stromversorgung durch den Einsatz von erneuerbaren Energien haben sich Konzepte wie Power-To-Gas (PTG) und Power-To-Liquid (PTL) als gute Optionen zur Speicherung von Überschussstrom in der Vordergrund gespielt. Methanisierung von COsowieo die Fischer-Tropsch-Synthese (FTS) sind zwei bekannte exotherme Reaktionen in PTG bzw. PTL.

Durch ihre hohe Porosität, kontinuierliche Feststoffphase, große spezifische Oberfläche und da sie radiale Dispersion erlauben sind offenzellige Schäume sehr gut als Katalysatorträger für solche Reaktionen geeignet.

Numerische Strömungssimulationen (CFD), gestützt durch Microcomputertomographie (µCT) sowie Kernspinresonanz (NMR), erlauben uns die Vorhersage und Visualisierung von Wärme- und Massentransport sowie Geschwindigkeits-, Temperatur-, und Konzentrationsprofilen. Simulationsergebnisse werden mit NMR-Messungen verglichen um so die Qualität des Modells zu validieren. Anschließend kann das Modell zur Untersuchung von Struktureinfluss des Schwammes auf Massentransport und Reaktionsleistung benutzt werden.

Publikation im Rahmen des Projekts

Kiewidt and Thöming (2015), Chem Eng Sci 132, 59–71. https://doi.org/10.1016/j.ces.2015.03.068
Ulpts et al. (2016), Catal Today 273, 91–98. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2016.02.062
Ulpts et al. (2018). Catal Today 310176–186. http://doi.org/10.1016/j.cattod.2017.05.009
Kiewidt and Thöming (2019), Chem Eng J 359, 496-504https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.11.109
Kiewidt and Thöming (2019), Chem Eng Sci X 2, 100016. https://doi.org/10.1016/j.cesx.2019.100016
Sadeghi et al. (2020), Experiments in Fluids 61124. https://doi.org/10.1007/s00348-020-02960-4
Lars Kiewidts Doktorarbeit 
Mirdrikvand et al. (2021), Processes 9(3), 566. https://doi.org/10.3390/pr9030566

Kontakt:

Kuhlman, Kevin, M. Sc.
Raum UFT 2190
Tel. 0421- 218 - 63394
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Weitere Infos

Graduiertenkolleg MIMEMINA (GRK 1860)
P06/03

Vorgängerprojekt: Lars Kiewidt, Mehrdad Sadeghi
Lars Doktorarbeit