Freisetzung erneuerbarer Energie durch Eisenoxidation

Forschungsfeld 2 konzentriert sich auf die thermochemische Oxidation zur Freisetzung erneuerbarer Energie. Vom Einzelpartikel und Partikelgruppen bis hin zu komplexen Strömungen wird ein weiter Bereich von Skalen abgedeckt.

Meilensteine

  • Grobe kinetische Datenbasis für die heterogene Oxidation aus Parameterstudien erstellen
  • Detaillierte kinetische Datenbasis für die heterogene Oxidation erstellen
  • Umfassende Analyse gekoppelter Transport- und Oxidationsprozesse
  • Schließen aller Schritte entlang der Prozesskette bis hin zum semitechnischen Maßstab

Verbrennung von Eisen- und Aluminiumpartikeln im Vergleich

Um eine eine effektive Abscheidung der festen Metalloxide, z. B. mit konventionellen Zyklonen, zu ermöglichen, darf sich bei der Freisetzung erneuerbarer Energie durch Eisenoxidation die Partikelgröße nicht groß ändern. Außerdem ist Metallschlupf infolge von metalloxidischen Nanopartikeln zu vermeiden. Eisen ist hier das Element der Wahl.

Koordination des Forschungsfelds

  Name Kontakt
Prof. Dr. Andreas Dreizler
+49 6151 16-28920
Prof. Dr.-Ing. Christian Hasse
+49 6151 16-24142

Projekte in Forschungfeld 2

Experimentelle Untersuchung von Partikelwolken

Experimentelle Untersuchung von Eisen- und Eisenoxid-Partikelwolken während thermochemischer Oxidation und Reduktion (B. Böhm)

Kinetisches Modell

Entwicklung eines kinetischen Modells basierend auf experimentellen Untersuchungen der thermochemischen Reduktion/Oxidation von Eisenoxid/Eisen (O. Deutschmann)

Laminare und turbulente Strömung

Experimentelle Untersuchung der thermochemischen Oxidation bei der Verbrennung von Eisenpartikeln unter laminaren und turbulenten Strömungsbedingungen (A. Dreizler)

Wirbelschicht

Thermochemische Reduktion/Oxidation in Wirbelschichten (B. Epple)

Nanopartikelbildung

Modellierung und numerische Untersuchungen der Bildung von Nanopartikeln bei der Oxidation von Eisenpartikeln (F. Ferraro)

Transportprozesse einzelner Mikropartikel (Immersed Boundary Methode)

Bewertung der Transportprozesse einzelner Mikropartikel auf Eisenbasis mit der Immersed Boundary Methode (B. Frohnapfel)

Laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS)

Berührungslose, zeitaufgelöste Messverfahren von Mikropartikeln auf Eisenbasis, die einer thermo-chemischen Reduktion oder Oxidation unterzogen werden (D. Geyer)

Phasenzusammensetzung und Oxidationszustände (Röntgen)

In-situ und in-operando Untersuchung von Eisen- und Eisenoxid-Mikropartikeln bei Reduktion oder Oxidation (Grunwald)

Numerische Untersuchung

Numerische Untersuchung der laminaren und turbulenten Eisenstaub/Luft-Verbrennung (C. Hasse)

Mössbauer-Spektroskopie

Einfluss von Oxidations- und Reduktionsbedingungen auf Eisensignaturen, verfolgt durch Mössbauer-Spektroskopie (U. Kramm)

Struktur-Eigenschafts-Beziehungen (Röntgenstreumethoden)

Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Eisenpartikeln und ihren Oxiden (H. Nirschl)

Kinetisches Modell (CFD-Simulationen)

Entwicklung eines kinetischen Modells für die thermo-chemische Reduktion/Oxidation von Eisenpartikeln und Untersuchungen der Staubfeuerung in CFD-Simulationen (U. Riedel)

Detailliertes Einzelpartikelmodell

Modellierung der Reaktions-Transport-Kopplung für einzelne, eisenbasierte Mikropartikel bei thermo-chemischer Reduktion/Oxidation (A. Scholtissek)

DNS Eisenpartikelzündung in Turbulenz

Carrier-phase DNS der Eisenpartikelzündung und -verbrennung in turbulenter Strömung (O. Stein)

Verbrennungswellen: Geschwindigkeit und Struktur

Untersuchung der laminaren Verbrennungswellengeschwindigkeit und -struktur in Eisenstaubbrennern vom Typ Bunsen (D. Trimis)

Flammenausbreitung und Turbulenz

Einfluss der Turbulenz auf die Flammenausbreitung in Eisenstaubsuspensionen (N. Zarzalis)

Projektübersicht