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SFB 1316:  Transiente Atmosphärendruckplasmen - vom Plasma zu Flüssigkeiten zu Festkörpern

Fachliche Zuordnung Physik
Biologie
Chemie
Medizin
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung Förderung seit 2018
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 327886311
 
Das Hauptziel des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1316 „Transient atmosphärische Plasmen – von Plasmen zu Flüssigkeiten zu Feststoffen“ ist die Realisierung flexibler energie- und masseneffizienter Umwandlungsmethoden von Molekülen durch die Kombination von Nichtgleichgewichts-Atmosphärendruckplasmen mit Katalyse, mit Elektrolyse, und mit Biokatalyse. Dabei werden flexible Lösungen als Baustein für die Nutzung erneuerbarer Energien in dezentralen Szenarien gesucht. Der Einsatz von Plasma zur Umwandlung weist den Vorteil einer hohen Energiedichte und sehr flexibler Steuerungsmöglichkeiten auf, was Systeme unterschiedlichster Größenordnungen ermöglich sowie Kontrollmethoden, die auf unterschiedliche Zusammensetzung der Ausgangsstoffe reagieren.Der Nichtgleichgewichtscharakter von Plasmen bei Atmosphärendruck wird durch kurze Verweilzeiten oder kurze gepulste Anregung kontrolliert. Dies wird auf die Anpassung der elektrischen Felder durch Kombinieren verschiedener Anregungsfrequenzen und Kontrollschemata erweitert. Dadurch kann eine Vielzahl von gewünschten plasmachemischen Prozessen eingestellt werden. Die starke Kopplung an Oberflächen bedingt einen sehr direkten Austausch katalytisch aktiver Oberflächen mit der Chemie im Plasmavolumen. Insbesondere Nichtgleichgewichts-Atmosphärendruckplasmen sind optimal geeignet, um sie mit Flüssigkeiten oder Feststoffen in Kontakt zu bringen. Viele Fragen müssen beantwortet werden, wie zum Beispiel, wie eine stabile Atmosphärendruck-Nichtgleichgewichtsentladung in einer Reihe verschiedener Gasgemische erreicht und aufrechterhalten werden kann oder wie die erzeugten Spezies effizient vom Plasma zur katalytisch aktiven Oberfläche transportiert werden können. Der SFB 1316 adressiert diese Herausforderungen durch die Kombination von Expertise in Plasmaphysik, Oberflächenphysik, Chemie, Biotechnologie und Ingenieurwesen. Der SFB 1316 befasst sich mit den Grundlagen von nicht im Gleichgewicht befindlichen transienten atmosphärischen Plasmen auf Zeitskalen zwischen Nanosekunden und Sekunden für die verschiedenen physikalischen Systeme wie Plasmaanregung auf der Nanosekundenskala, die Umwandlung der elektronischen Anregung in Rotations-Schwingungszustände auf der Nanosekunden- bis Mikrosekundenskala und das mögliche Quenchen durch Gasphasenkollisionen. Schließlich werden der Transport von Spezies zu den eingrenzenden Oberflächen und die Strömungsmuster auf Zeitskalen von Millisekunden bis Sekunden untersucht. Darüber hinaus befasst sich der SFB 1316 mit den Grundlagen nichtgleichgewichtstransienter atmosphärischer Plasmen auf räumlichen Skalen zwischen Nanometern und Millimetern für die verschiedenen physikalischen Systeme wie nanometergroße reaktive Oberflächenstrukturen, die katalytische Reaktionen an oxidierten Metallen oder Plasma Streamer und Plasmen in Flüssigkeiten auf der Mikrometerskala.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Laufende Projekte

Antragstellende Institution Ruhr-Universität Bochum
Beteiligte Hochschule Universität Ulm
 
 

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