Control of the capillary condensation/evaporation of water in porous media by thermosensitive coating

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Dieses Projekt soll der Entwicklung neuer nanoporöser Materialien zur Wärmespeicherung durch Wasseradsorption dienen, die sich durch eine hohe Speicherkapazität, einen einstellbaren Arbeitsbereich und Be-/Entladung in einem schmalen Temperaturbereich, auch bei breiter Porengrössenverteilung, auszeichnen. Hierzu schlagen wir die Belegung der Porenwände mit Materialien vor, deren Hydrophilie mit zunehmender Temperatur abnimmt. Simulationsrechnungen an Modellporen, die im Gleichgewicht mit Bulk-Wasser stehen, sollen den Effekt der Kapillarkondensation- bzw. -evaporation verifizieren. Dabei soll der Einfluss von Porengeometrie und Größenverteilungen auf die Breite des Übergangs, sowie Hystereseeffekte genauer untersuchen werden. Daneben sollen auch konkrete molekulare Wandbelegungen, und deren konformative Veränderungen modellieren werden. Das Benetzungsverhalten solcher Oberflächen soll als Funktion von Temperatur und molekularer Struktur, sowie Belegungsdichte und Hydrophilie der Substratoberfläche, beschrieben werden. Schließlich soll die Kondensation bzw. Verdampfung von Wasser in Poren simuliert werden, deren Geometrie und Beschichtung in Übereinstimmung mit dem zuvor durchgeführten Simulationsrechnungen und den parallel durchgeführten experimentellen Untersuchungen gewählt wird.