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Projektübersicht

ProMiSe 2 – Steuerung und Regelung der lokalen Konzentrationsverhältnisse zur Optimierung der Direktsynthese von Wasserstoffperoxid in Membran-Mikroreaktoren

Projektbeschreibung

Innerhalb der DFG-Forschungsgruppe (FOR2383) „Erfassung und Steuerung dynamischer lokaler Prozesszustände in Mikroreaktoren mittels neuer In-situ-Sensorik (ProMiSe)“ wird seit mehr als drei Jahren die elektrochemische Beobachtung der Wasserstoffperoxid-Direktsynthese in Membran-Mikroreaktoren untersucht. Elektrochemische Sensoren eigenen sich sehr gut für die kontinuierliche Erfassung von Stoffkonzentrationen in wässrigen Systemen mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung. Mikroreaktoren ermöglichen die direkte chemische Synthese des „grünen“ Oxidationsmittels Wasserstoffperoxid aus Wasserstoff und Sauerstoff. Diese kompakten verfahrenstechnischen Anlagen erlauben eine effiziente vor-Ort-Herstellung verschiedenster Stoffe, da in miniaturisierten Kanälen sehr gute Stoff- und Wärmetransporteigenschaften herrschen. Jedoch sind die lokalen Prozesse darin, insbesondere bei mehrphasigen Systemen, oft noch unzureichend verstanden. In der zweiten Förderphase werden elektrochemische Messverfahren für die in situ Messung von Wasserstoff, Sauerstoff und Wasserstoffperoxid weiterentwickelt. Dazu wird die Sensortechnologie für eine Messung in 3D erweitert, um die räumliche Verteilung der Reaktanden besser zu erfassen. Neue elektrochemische Messprinzipien sollen die Erweiterung der möglichen Medien im Reaktor ermöglichen, die Langzeitstabilität der Sensoren verbessern sowie die Detektion von Gasblasen ermöglichen. Die automatisierte Messung soll, in Verbindung mit einem neuen Reaktorkonzept, die modellbasierte Regelung der Synthese im vernetzten Reaktor ermöglichen.

Laufzeit

01.08.2019 bis 31.07.2022

Projektleitung

Dr. Andreas Weltin; Prof. Dr. Gerald Urban

Ansprechpartner/in

Dr. Andreas Weltin
Telefon:+49 (0) 761 / 203 7263

Kooperationspartner

Prof. Dr.-Ing. Roland Dittmeyer, Institut für Mikroverfahrenstechnik (IMVT), Karlsruher Institut für Technologie

Finanzierung

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Forschergruppe FOR 2383
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