Forschung

Magnetisch induzierter Wirbelbettreaktor zur elektrochemischen Anwendung

Elektrochemische Prozesse laufen maßgeblich an der Grenzfläche zwischen Elektrode und umgebener Lösung ab. Um hohe Umsatzraten zu erzielen, muss daher das Verhältnis von Elektrodenoberfläche zu Lösungsvolumen maximiert werden. Eine Möglichkeit um diesem Anspruch gerecht zu werden, stellen Wirbelbett-Elektroden auf Basis fluidisierter Feinstpartikel dar, da diese hohe spezifische Oberflächen (d.h. hohe Oberflächen zu Massenverhältnisse) besitzen. Zudem bieten Wirbelbett-Elektroden den Vorteil, dass sie auch im Falle feststoffhaltiger Prozessströme im Gegensatz zu Festbettelektroden nicht zur Verstopfung und Verblockung neigen. Ein weiterer Vorteil zeigt sich auch für Betriebsbedingungen, bei denen es aufgrund der Höhe der angelegten Spannung an der Partikelelektrode zur Gasbildung kommt. Im Falle einer Partikelfestbettelektrode kommt es zum teilweisen Einschluss der Gasblasen in das Partikelbett, wodurch in diesen Bereichen keine Durchströmung mehr erfolgt und die durch Gasblasen belegte Partikeloberfläche nicht mehr an der Reaktion teilnimmt. Dennoch finden in der Praxis Wirbelbett-Elektroden bisher wenig Verwendung, da eine kontrollierte Fluidisierung sowie die ausreichende elektrische Kontaktierung dieser Wirbelbetten große Herausforderungen darstellen. Bisher existierten keine Verfahren, welche elektrochemische Wirbelbett-Elektroden ausreichend stabilisieren und eine Verbesserung der Kontaktierung des Wirbelbettes ermöglichen, um die elektrochemische Anwendbarkeit solcher Systeme zu verbessern.

Abbildung 1: 3D-gedruckter magnetisch induzierter Wirbelbettreaktor mit und ohne Elektrospule

Abschlussarbeiten

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Bachelor- und Masterarbeiten können vergeben werden. Die Themenbereiche erstrecken sich dabei von der elektrochemischen Anwendung bis zur Simulation des Systems. Bei Interesse kann per E-Mail-Kontakt aufgenommen werden.