Entwicklung, Betrieb und Analyse elektrochemischer Membranreaktoren für die selektive Oxikation von Kohlenwasserstoffen

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Im Rahmen des Teilprojekts TP 5 "Elektrochemische Membranreaktoren" der Forschergruppe "Membranunterstützte Reaktionsführung" sollen reaktionstechnische Grundlagen zur Führung elektrochemischer Partialoxidationen ausgewählter Kohlenwasserstoffe in Membranreaktoren erarbeitet werden. Im Unterschied zu den anderen Teilprojekten basiert das Reaktorkonzept auf der Dosierung von Reaktionssauerstoff in Form von Sauerstoffionen über ionenleitende Festoxid-Keramiken an eine angrenzende katalytische Beschichtung, an der heterogene Gasphasen-Oxidationsreaktionen stattfinden. Das Konzept entspricht dem typischen Aufbau von Hochtemperatur-Brennstoffzellen. Im Unterschied zur Brennstoffzellen Technologie verfolgt das Teilprojekt jedoch nicht das primäre Ziel der Energieerzeugung durch Totaloxidation der eingesetzten Reaktanden, sondern vielmehr die selektive Erzeugung chemischer Substanzen unter Nutzung zusätzlicher Freiheitsgrade, die durch die elektrochemische Reaktionsführung eröffnet werden. Das Forschungsvorhaben umfasst neben dem Aufbau und Betrieb einer entsprechenden Versuchsapparatur die vergleichende Bewertung verschiedener Membranmateralien und Katalysatorbeschichtungen sowie die experimentelle und modellgestützte Analyse der Einflüsse der relevanten Betriebsparameter.