Katalysatorformgebung & Scale-Up
Teamleitung
Über
Das komplexe Zusammenspiel aus Stoff- und Wärmetransport bei katalytischen Reaktionen sowie die extreme Volumenveränderung bei der chemischen Wasserstoffspeicherung und -freisetzung erfordern eine für jedes einzelne Reaktionssystem zugeschnittene Katalysatormatrix. Nur so kann eine möglichst hohe Leistungsfähigkeit unter den entsprechenden Reaktionsbedingungen gewährleistet werden. Gleichzeitig müssen die verschiedenen Formkörper harschen Reaktionsbedingungen, thermischem und mechanischem Stress sowie möglichen Verunreinigungen in den Eingangsstoffen über lange Lebenszyklen standhalten. Neben klassischen Verfahren wie Extrusion, Pelletpressen, Spritzguss und (Wash-)Coating, sollen neuartige Konzepte der Formgebung wie u. a. 3D-Druck oder funktionalisierte Metallschäume und -Schwämme Aufschluss über Struktur-Aktivitätsbeziehungen und Langzeitverhalten der Katalysatorformkörper geben.
Forschungsthemen
- Scale-Up und Formgebung von innovativen Katalysatoren sowohl für Synthese als auch Reformierung von Wasserstoffträgern
- Mechanische Stabilität von Formkörpern (z. B. unter flexiblen und harschen Reaktionsbedingungen, extremen Volumenänderungen während der chemischen Wasserstoffspeicherung und -freisetzung)
- Untersuchung und Optimierung von Verweilzeit und Diffusionsverhalten (Pelletdiffusion, Gasverteilung im Reaktor, Wärmeübertragung usw.) sowie deren Einfluss auf die Aktivität und Produktverteilung