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E - Reaktorkonzepte

Um die Entwicklung von Multiskalenmodellen im Teilbereich C und von (elektro-)katalytischen Materialien im Teilbereich D gezielt zu unterstützen, sind orts- und zeitaufgelöste Daten in neuer Qualität erforderlich, die unter definierten Bedingungen in gut charakterisierten Laborreaktoren erhalten werden. Aufgabe dieses Teilbereiches ist daher, neue Modellreaktoren für dynamische Untersuchungen zur heterogenen Katalyse und zur Elektrokatalyse zu entwickeln und verfügbar zu machen. Diese sollen über einen erweiterten analytischen Zugang verfügen, um die Kombination komplementärer Analysemethoden zu ermöglichen und darüber hinaus wichtige Prozessparameter in relevanten Dynamikbereichen gezielt zu variieren. Wichtige Aspekte sind:

  • Definiertes und möglichst einfach zu beschreibendes Verweilzeitverhalten durch geeignetes Reaktordesign und geeignete Betriebsbedingungen
  • Handhabung von pulverförmigen Katalysatoren, Katalysatorformkörpern und strukturierten Katalysatoren
  • Ortsaufgelöste Erfassung von Zusammensetzung, Temperatur und ggf. Druck in der fluiden Phase, beispielsweise durch miniaturisierte Sensoren, Probennahmekapillaren, Zapfstellen, etc., sowie vorzugsweise auch der Temperatur und anderer Eigenschaften des (Elektro‑)Katalysators, beispielsweise durch optische Fasern oder Fenster (vgl. Bereich A)
  • Schnelle Analytik und Datenverarbeitung sowie Einsatz komplementärer Methoden, um eine umfangreiche Datenbasis für die Modellierung zu schaffen
  • Definierte Variation wichtiger Prozessparameter im relevanten Dynamikbereich, beispielsweise Temperatur, Feed-Zusammensetzung, Durchsatz, etc., um die Auswirkungen periodischer Schwankungen, von An- und Abfahrvorgängen sowie von zufälligen Schwankungen untersuchen zu können