Thermophysikalische Eigenschaften von langkettigen Kohlenwasserstoffen, Alkoholen und deren Gemischen mit gelösten Gasen

Drittmittelfinanzierte Einzelförderung


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
Prof. Dr.-Ing. Andreas Paul Fröba


Beteiligte FAU-Organisationseinheiten:
Lehrstuhl für Advanced Optical Technologies - Thermophysical Properties

Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
Projektstart: 01.11.2018
Projektende: 31.10.2021


Abstract (fachliche Beschreibung):





Derzeit besteht zunehmendes Interesse an
chemischen und energietechnischen Prozessen, in welche Flüssigkeiten mit
gelösten Gasen involviert sind. Hierzu gehören die Abgasauftrennung mit Hilfe
geeigneter Absorptionsmittel, die Herstellung wertvoller Kraftstoffe und
Erdölprodukte aus Synthesegas sowie die Lagerung und der Transport von
Wasserstoff mit flüssigen Trägerstoffen. Für die Entwicklung und Optimierung entsprechender
Prozesse ist die genaue Kenntnis von Stoffdaten der beteiligten Fluide notwendig,
wobei die aktuelle Datenlage für Flüssigkeiten mit darin gelösten Gasen über
einen weiten Zustandsbereich spärlich ist. Dies ist mit den Limitierungen
experimenteller Methoden sowie dem Fehlen einschlägiger theoretischer Methoden
und Vorhersagemodellen zu begründen. Im beantragten Sino-German Research
Project ist die systematische Untersuchung von thermophysikalischen
Eigenschaften langkettiger Kohlenwasserstoffe und Alkohole sowie deren Gemische
mit gelösten Gasen bis zu Temperaturen von 600 K vorgesehen. Die Studien sollen
zum grundlegenden Verständnis beitragen, wie die Variation der Molekülstruktur
der Flüssigkeiten sowie der gelösten Gase die Dichte, Löslichkeit, Viskosität
und Oberflächenspannung der betrachteten Systeme beeinflusst. Das deutsche
Forschungsteam an der Universität Erlangen-Nürnberg konzentriert sich hierbei
auf die Charakterisierung der Systeme mittels molekulardynamischer (MD)
Simulationen sowie der Oberflächenlichtstreuung (SLS). Neben der Dichte und
Viskosität sollen die MD-Simulationen auch Zugang zu Löslichkeiten und
Oberflächenspannungen bieten. Während für letztere Größen das methodische
Vorgehen bei den MD-Simulationen zu optimieren ist, wurde die SLS bereits
hinsichtlich der zuverlässigen Bestimmung von Oberflächenspannung und
Viskosität bei hohen Temperaturen weiterentwickelt. Für diese
Stoffeigenschaften wendet das chinesische Forschungsteam an der Xi'an Jiaotong-Universität
theoretische Methoden auf Grundlage des Hartkugelmodells und der Theorie
korrespondierender Zustände sowie auf experimenteller Seite die Methode des
hängenden Tropfens bzw. ein Schwingdrahtviskosimeter an. Die von beiden Teams
für ausgewählte Systeme bestimmten Viskositäten und Oberflächenspannungen
dienen als gegenseitige Referenzdaten. Auch die individuellen Aktivitäten in
Form der Dichtebestimmung mit Hilfe eines Biegeschwingers auf deutscher sowie der
gravimetrischen Löslichkeitsbestimmung auf chinesischer Seite ergänzen sich
gegenseitig und sind von gemeinsamem Interesse, was die bereits bestehende
Kooperation beider Gruppen weiter vertieft. Die zu erwartende verlässliche,
umfassende Datenbasis für die ausgewählten Systeme soll zu einem grundlegenden
Verständnis entsprechender Struktur-Eigenschafts-Beziehungen beitragen.
Hierdurch wird auch die angestrebte Entwicklung von theoretischen und
empirischen Modellen zur Beschreibung der Stoffdaten von willkürlichen Systemen
aus Kohlenwasserstoffen und Alkoholen mit gelösten Gasen unterstützt.


Externe Partner

Xi'an Jiaotong University (XJTU) / 西安交通大学

Zuletzt aktualisiert 2019-13-03 um 08:00