Selective electron beam melting of catalytically active copper-based materials
Third party funded individual grant
Start date : 01.09.2016
End date : 31.08.2019
Project details
Short description
Raney-copper is a catalyst made from a copper base alloy containing at least one less noble element than copper (e.g. zinc). After fabricating the base material via a casting process consisting of a melt and a quenching step the alloy can be converted into a nanoporous and catalytically active structure using an alkaline solution.
During this project a Raney-copper type alloy will be processed using the selective electron beam melting process (SEBM). The main goal of this project is to utilize the process’ specific characteristics like a high cooling rate and geometric freedom to build periodic cellular catalyst structures. Those cellular structures surface will then be made catalytically active for their application in the methanol synthesis process using a leaching step. In contrast to other yet fabricated cellular metal catalyst structures the Raney-copper ones do not need any further coating with active species like e.g. palladium.
Scientific Abstract
Als Raney-Kupfer wird ein Katalysator bezeichnet der aus Kupferlegierungen hergestellt wird, die mindestens eine unedlere Spezies als Kupfer (z.B. Zink) enthalten. Nach einer schmelzmetallurgischen Herstellung mit hoher Abkühlgeschwindigkeit kann das unedlere Element durch einen Auslaugungsprozess entfernt werden. Zurück bleibt eine nanoporöse Kupferoberfläche.
Im Raney-Kupfer-Projekt soll eine solche katalytisch aktivierbare Kupferbasislegierung im Prozess des selektiven Elektronenstrahlschmelzens (SEBM) verarbeitet werden. Das Ziel ist es dabei die hohen realisierbaren Abkühlgeschwindigkeiten und die geometrische Freiheit des SEBM-Prozesses dazu zu verwenden periodische zellulare Katalysatorstrukturen zu fertigen. Diese Strukturen werden dann mittels einer nasschemischen Laugung in eine nanoporöse, katalytisch aktive Oberfläche überführt und für die Methanol-Synthese eingesetzt. Im Gegensatz zu den bisher gefertigten zellularen metallischen Trägerstrukturen bedarf es im Fall der Raney-Kupfer-Strukturen keiner zusätzlichen Tauchbeschichtung mit aktiven Spezies wie z.B. Palladium.
Involved:
Contributing FAU Organisations:
Zentralinstitut für Neue Materialien und Prozesstechnik
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Werkstoffkunde und Technologie der Metalle)
