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Responsible person for this module
Further responsible persons
Prof. Dr. Michael Bron
Prerequisites
Skills to be acquired in this module
vertieftes Verständnis für Gas-Flüssig- sowie Gas-Fest-Reaktionssysteme
grundlegende Kenntnisse über die Herstellung und Wirkungsweise von heterogenen Katalysatoren und Elektrokatalysatoren
Kenntnis und Verständnis technischer Herstellungsverfahren für wichtige organische Zwischenprodukte
Kenntnisse und praktische Erfahrung elektrochemischer Verfahren
vertiefte Kenntnis und praktische Erfahrung in der Herstellung, Anwendung und Charakterisierung technisch wichtiger Materialien und Katalysatoren
Vertiefen von Techniken der Erfassung, Verarbeitung, Visualisierung und Bewertung Chemisch-Technischer Prozesse in Teamarbeit und fachwissenschaftliche Präsentation eigener
Versuchsergebnisse
Module contents
1. Vorlesung: Materialchemie in der chemischen Industrie
Einleitung Heterogene Katalysatoren und Katalysatorträger (Problemstellung, Aufbau von Katalysatoren)
Katalysatorträger (Poröse Materialien, Trägermaterialen, Aufbringen von Katalysatoren)
Oxidträger (Aluminium-, Silizium und Titanoxid; andere Metalloxide)
Glas und Keramiken (Eigenschaften, Borosilikatglas, Keramikbeschichtungen, Emaille, Al2O3, SiC)
Materialien für spezielle korrosive Umgebungen (HF, starke Säuren und Basen, Cl2, H2S, H2, Hochtemperatur, H2O2, Halogenierte Verbindungen)
2. Vorlesung: Katalyse und Mehrphasenreaktionssysteme
Einführung und Inhalt der Vorlesung (Bedeutung und Prinzipien der industriellen Katalyse; homogene Katalyse, heterogene Katalyse und Elektrokatalyse)
Einführung in Gas-Fest-Reaktionssysteme und die heterogene Katalyse (die verschiedenen Dimensionen der Katalyse: von der Oberfläche zum Reaktor)
Oberflächenreaktionen und mikrokinetische Modelle (d-Band-Modell, Prinzip von Sabatier, Mars-van-Krevelen-Mechanismus, Langmuir-Hinshelwood, Eley-Rideal)
Stofftransport in porösen Systemen und makrokinetische Modelle (quantitative Betrachtung von Diffusionsvorgängen, Poren- und Filmdiffusion, dimensionslose Kennzahlen)
Einführung in Gas-flüssig-Reaktionssysteme und die homogene Katalyse
Gleichgewicht, physikalische und chemische Gaswäsche
Kinetik der Stoffübertragung zwischen Gas- und Flüssigphase ohne und mit nachgelagerter chemischer Reaktion
Einführung in die Elektrokatalyse und in elektrochemische Verfahren
Das Zusammenspiel von Elektrodenkinetik und Stofftransport in elektrochemischen Systemen
Wichtige elektrochemische Verfahren: Wasser- und Chor-Alkali-Elektrolyse, Brennstoffzellen
3. Praktikum
Rektifikation (Einfluss von Rücklauf, Kolonnenbelastung und Fluiddynamik auf Trennwirkung und Druckverlust
Synthesen bzw. Hydrothermalsynthesen und Charakterisierung verschiedener Katalysatormaterialien
Synthesen und Charakterisierung elektrochemisch aktiver Materialien für Redox-Flow-Batterie, Elektrolyse und Niedertemperaturbrennstoffzelle unter Praxisbedingungen
