Mass and heat transport in inorganic membranes

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Im Rahmen von Teilprojekt 3 der Forschergruppe "Membranunterstützte Reaktionsführung" sollen jene Daten zum Stoff- und Wärmetransport durch trenn- oder katalytisch aktive, anorganische Membranen unabhängig und separat bestimmt werden, die für die Modellierung und Optimierung von Reaktoren erforderlich sind. Hierfür ist der Einsatz einer ganzen Palette unterschiedlicher, statischer wie auch dynamischer Messmethoden in einer annular gestalteten Abwandlung der Wicke-Kallenbach-Zelle vorgesehen. Es ist darüber hinaus geplant, durch sequentielles Vorgehen und Kooperation mit externen und internen Herstellern jede Schicht erfolgversprechender Kompositmembranen möglichst getrennt zu untersuchen. Dem Wärmetransport soll besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, allein wie in Kombination mit Stofftransport und Permeation. Derart strukturiert und von den Wechselwirkungen innerhalb der Forschergruppe profitierend, bietet der Arbeitsplan gute Aussichten zur Überwindung von Einschränkungen, pauschalen Betrachtungen und Vereinfachungen der einschlägigen Literatur. So ist im theoretischen Teil des Vorhabens eine in sich wie auch mit den strukturellen Merkmalen der porösen Membranen kohärente und übereinstimmende Beschreibung der Transportvorgänge das primäre Ziel. Ausgangspunkt dafür soll das "dusty gas model" sein. Sowohl experimentelle Daten wie auch Modelle sollen zu einem systemtechnisch umfassenden Verständnis von mit optimal strukturierten Membranen ausgestatteten Reaktoren beitragen. Ziel solcher Reaktoren ist die gezieltere und effizientere Herstellung von wichtigen technischen Zwischenprodukten, z.B. von teiloxidierten Kohlenwasserstoffen, aus der Gasphase.