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Projekt
FOR 583: Feste Schwämme - Anwendung monolithischer Netzstrukturen in der Verfahrenstechnik
Fachliche Zuordnung
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Förderung
Förderung von 2005 bis 2011
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5471761
Feste Schwämme aus Keramik, Metall oder Polymeren sind hochporöse, monolithische Materialien mit faszinierenden Eigenschaften. Sie besitzen eine offenzellige Struktur, die aus verbundenen, starren Stegen besteht. Stege und Hohlräume bilden zwei kontinuierliche Netzwerke, die sich gegenseitig durchdringen. Feste Schwämme weisen ein großes Anwendungspotenzial in der Verfahrenstechnik auf, das bisher nicht erschlossen wurde.
Zwar finden sich in der Literatur Einzelbeispiele für verfahrenstechnische Anwendungen, jedoch fehlen noch die quantitativen Bewertungskriterien für den sinnvollen Einsatz dieser Strukturen und für den Vergleich mit herkömmlichen Schüttungen, Packungen oder Einbauten. Eine wesentliche Ursache dafür sind Defizite im Verständnis und in der quantitativen Beschreibung von Transportvorgängen in festen Schwämmen. Außerdem fehlen bisher Kriterien zur Materialauswahl und zur Abschätzung der Einsatzgrenzen und Lebensdauer unter mechanischer und thermischer Beanspruchung.
In der Forschergruppe werden materialwissenschaftliche Studien und grundlegende Untersuchungen zur Impuls-, Stoff- und Wärmeübertragung in festen, vorzugsweise keramischen Schwämmen verbunden mit der Untersuchung ausgewählter, neuer Beispiele für ihren Einsatz in katalytischen Reaktoren, Filtern, Brennern, statischen Mischern und Kolonnen. In einer koordinierten Zusammenarbeit sollen die fehlenden theoretischen Voraussetzungen für die modellgestützte, quantitative Bewertung der Anwendungspotenziale und für die Auslegung von verfahrenstechnischen Apparaten geschaffen und angewandt werden.
Zwar finden sich in der Literatur Einzelbeispiele für verfahrenstechnische Anwendungen, jedoch fehlen noch die quantitativen Bewertungskriterien für den sinnvollen Einsatz dieser Strukturen und für den Vergleich mit herkömmlichen Schüttungen, Packungen oder Einbauten. Eine wesentliche Ursache dafür sind Defizite im Verständnis und in der quantitativen Beschreibung von Transportvorgängen in festen Schwämmen. Außerdem fehlen bisher Kriterien zur Materialauswahl und zur Abschätzung der Einsatzgrenzen und Lebensdauer unter mechanischer und thermischer Beanspruchung.
In der Forschergruppe werden materialwissenschaftliche Studien und grundlegende Untersuchungen zur Impuls-, Stoff- und Wärmeübertragung in festen, vorzugsweise keramischen Schwämmen verbunden mit der Untersuchung ausgewählter, neuer Beispiele für ihren Einsatz in katalytischen Reaktoren, Filtern, Brennern, statischen Mischern und Kolonnen. In einer koordinierten Zusammenarbeit sollen die fehlenden theoretischen Voraussetzungen für die modellgestützte, quantitative Bewertung der Anwendungspotenziale und für die Auslegung von verfahrenstechnischen Apparaten geschaffen und angewandt werden.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Projekte
- Berechnung von Strömung und Wärmeübertragung in der Mikrostruktur fester keramischer Schwämme (Antragsteller Zarzalis, Nikolaos )
- Charakterisierung und Beschichtung von keramischen Schwämmen für Anwendungen in der Verfahrenstechnik (Antragsteller Hoffmann, Michael J. )
- Flammenstabilisierung durch Verbrennung in festen Schwämmen (Antragsteller Zarzalis, Nikolaos )
- Impuls- und Wärmetransport in einphasig durchströmten festen Schwämmen (Antragsteller Kind, Matthias )
- Katalytische Schwämme zur Gasumsetzung in Gas-Partikel-Filtern (Antragsteller Schaub, Georg )
- Photobiotechnologische Nutzung von transparenten Schwämmen (Antragsteller Posten, Clemens )
- Polytrope Hydrierung von Benzol an katalytischen Schwämmen (Antragstellerin Kraushaar-Czarnetzki, Bettina )
- Schwamm-Katalysatoren für die partielle Oxidation von ortho-Xylol (Antragstellerin Kraushaar-Czarnetzki, Bettina )
- Stofftransport in Schwammpackungen anhand der katalytischen CO-Oxidation (Antragstellerin Patcas, Florina-Corina )
- Verdampfung und Kondensation in mehrphasigen durchströmten, festen Schwämmen (Antragsteller Kind, Matthias )
- Zentralprojekt (Antragstellerin Kraushaar-Czarnetzki, Bettina )
Sprecherin
Professorin Dr. Bettina Kraushaar-Czarnetzki
