Abschlussarbeiten

Gruppen-, Bachelor- und Master-Arbeiten


Wir bieten am ICVT laufend interessante Themen für Abschlussarbeiten an. Die Themen sind in unseren aktuellen Forschungsprojekten angesiedelt, und können theoretischer, experimenteller, konstruktiver oder projektierender Art sein. Wenn Sie sich für ein bestimmtes Forschungsprojekt interessieren, kontaktieren sie den Ansprechpartner einfach persönlich. Bitte wenden Sie sich frühzeitig an uns, um über konkrete Themen zu sprechen, und die Aufgabenstellung zu umreißen. Darüber hinaus bieten wir häufig Themen an (siehe unten), die sich nach unserem aktuellen Bedarf richten.

Im Allgemeinen gliedert sich eine Abschlussarbeit in folgende Teilaspekte:

     • Literaturrecherche zum Stand der Technik
     • Erarbeitung der theoretischen oder experimentellen Ergebnisse
     • Interpretation der Ergebnisse
     • schriftliche Zusammenfassung in Form einer Abschlussarbeit

Der zeitliche Umfang der Arbeiten richtet sich nach folgenden Vorgaben:

     • Gruppenarbeit:
     • Gruppenarbeit:
     • Bachelorarbeit:
     • Masterarbeit:
     • Masterarbeit:
3 Monate, 10 ECTS-Punkte (AFB 2009)
2 Monate, 06 ECTS-Punkte (AFB 2015)
3 Monate, 12 ECTS-Punkte
5 Monate, 20 ECTS-Punkte (AFB 2009)
6 Monate, 24 ECTS-Punkte (AFB 2015)

Im Interesse der Studierenden und des ICVT wird auf die Einhaltung der oben genannten Zeiträume geachtet.

Informationen über die Durchführung von Abschlussarbeiten am ICVT finden Sie hier:

Richtlinien für die Anfertigung von Abschlussarbeiten

Die Präsentation der Abschlussarbeiten erfolgt im Rahmen des Institutsseminars.



Experimentelle Bestimmung von Stofftransportkoeffizienten im System Buten-Wasser-Butanol

Art der Arbeit:Masterarbeit
Beginn der Arbeit:nach Absprache
Arbeitsweise:experimentell
Arbeitsort:ICVT
Anmerkungen:Da es sich um ein Industrieprojekt handelt besteht Geheimhaltungspflicht
Ansprechpartner:Frank Schwering, M. Sc.
Stand:Juni 2017

2-Butanol (SBA) wird in der Industrie unter anderem durch die Hydratisierung von Buten an einem festen sauren Ionentauscher hergestellt. Durch heterogen-katalysierte Reaktivextraktion an einem strukturierten Katalysator soll der Prozess verbessert werden. Hierbei finden Reaktion und Abtrennung des Produkts (durch Extraktion) simultan im gleichen Reaktor statt. Zur modellhaften Beschreibung von Stofftransportvorgängen in mehrphasigen Systemen hat sich das Filmmodell in der Praxis bewährt

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen Stofftransport-koeffizienten experimentell bestimmt werden, um das neue Verfahren mathematisch besser beschreiben zu können. Hierzu muss eine vorhandene Versuchsanlage umgebaut und ein für ein anderes Stoffsystem ent-wickeltes Verfahren zur Bestimmung der Stofftransport-koeffizienten auf das neue System angepasst werden. Weiterhin soll dieses Verfahren gegebenenfalls erweitert und verbessert werden.

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Filmmodell für die heterogenkatalysierte Reaktivextraktion



Beurteilung des Verblockungsverhaltens von Festbetten bei der heterogen katalysierten Hydrierung von wässriger Zuckerlösung

Art der Arbeit:Masterarbeit
Beginn der Arbeit:ab sofort
Arbeitsweise:experimentell
Arbeitsort:ICVT, Clausthal
Ansprechpartner:Carina Kirstein, M.Sc.
Stand:September 2017

Die Hydrierung wässriger Zucker-Lösungen ist ein alternatives Verfahren zur Herstellung von Polyolen, die heutzutage überwiegend auf Basis fossiler Rohstoffe hergestellt werden. Für die Entwicklung und Auslegung eines industriellen Produktionsverfahrens ist die Bestimmung der Reaktionskinetik von grundlegender Bedeutung.

Ziel der Arbeit ist es, das Verblockungsverhalten des Festbettes über Durckverlustmessungen zu bestimmen.
Im Folgenden ist in experimentellen Untersuchungen zu zeigen, inwieweit sich der Druckverlust erhöht, wenn die gepackte Schüttung mit einer Feststoffsuspension durchströmt wird. Dabei sollen sowohl die Feststoffkonzentration als auch der Volumenstrom variiert werden. Weiterhin soll die Abnahme des Feststoffanteiles durch die Komponenten der Zuckerhydrierung berücksichtigt werden. Die Ergebnisse sind qualitativ und quantitativ zu bewerten.

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Druckverlustmessung über ein Festbett
(Hamidipour et al., Ind. Eng. Chem. Res. 46 (2007) 8336-8342)



Einfluss von Messrohren in Festbettreaktoren: Experimente und CFD-Simulationen

Art der Arbeit:Masterarbeit
Beginn der Arbeit:nach Rücksprache mit Clariant
Arbeitsweise:experimentell
theoretisch
Arbeitsort:Modellierung in CLZ
Experimente bei Clariant in Heufeld, Oberbayern
Ansprechpartner:Prof. Dr.-Ing Gregor D. Wehinger
Stand:Oktober 2017

Rohrbündelreaktoren werden kommerziell häufig für stark exotherme, heterogen katalysierte Gasphasenreaktionen eingesetzt. Der Temperaturverlauf in einigen der Rohre wird i.d.R. mithilfe von zentrisch im Rohr positionierten "Multipoint"-Thermoelementen gemessen. Die Schüttung in diesen sogenannten Thermorohren ist nun jedoch anders als in den Normalrohren, denn die Pellets ordnen sich zwischen Innen- und Außenrohr an.

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll der Einfluss der Messrohre in Festbettreaktoren quantifiziert werden. Dazu werden Experimente bei Clariant in Heufeld (Oberbayern) durchgeführt, um Druckverlust, Bett-morphologie und Wärmetransport zu bestimmen. Der Aufenthalt bei Clariant beträgt drei Monate. Es besteht die Möglichkeit, die Arbeit als Praktikum (3 Monate) vorweg zu beginnen. Pellet-aufgelöste CFD-Simulationen können mit diesen Experimenten validiert und der Einfluss der Messrohre quantifiziert werden. Der theoretische Teil wird an der TU Clausthal erarbeitet.

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Synthetisch generiertes Festbett aus 41 Zylindern. (A) ohne, (B) mit Messrohr in der Mitte



Design und Bau eines Füllkörper-Teststands

Art der Arbeit:Masterarbeit
Beginn der Arbeit:ab sofort
Arbeitsweise:experimentell
Arbeitsort:ICVT
Ansprechpartner:Prof. Dr.-Ing Gregor D. Wehinger
Stand:Juni 2017

Festbettreaktoren sind einer der am häufigsten ein-gesetzten Reaktortypen in der chemischen Industrie. Obwohl der Aufbau simpel erscheint, treten vielfältige physikalische und chemische Phänomene gleichzeitig auf. Die verwendeten Füllkörper haben einen großen Einfluss auf die Reaktorperformance.

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll ein Teststand für Füllkörper ausgearbeitet werden. Damit sollen Größen wie Druckverlust, Verweilzeitverhalten und auch Wärme-transport, bzw. lokale Temperaturen, bestimmbar sein. Unterschiedliche Füllkörper kommen dabei zum Einsatz, wobei die Herstellung auch mit einem 3D-Drucker denkbar ist. Diese Untersuchungen stellen die Basis für die Validierung von detaillierten CFD-Simulationen dar.

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Temperatur-Messtechniken in Festbetten
(Thomeo et al., Ind. Eng. Chem. Res. 43 (2004) 4140-4148)



Instationäre CFD-Simulationen von katalystischen Festbettreaktoren

Art der Arbeit:Masterarbeit
Beginn der Arbeit:ab sofort
Arbeitsweise:theoretisch
Arbeitsort:ICVT, Clausthal
Ansprechpartner:Prof. Dr.-Ing. Gregor D. Wehinger
Stand:Mai 2017

Festbettreaktoren sind einer der am häufigsten ein- gesetzten Reaktortypen in der chemischen Industrie. Obwohl der Aufbau simpel erscheint, treten vielfältige physikalische und chemische Phänomene gleichzeitig auf. Die detailierte Beschreibung dieser Vorgänge ist somit äußerst komplex. Mit Hilfe von detaillierten CFD- Simulationen können jedoch einige dieser Phänomene besser beschrieben werden, als mit herkömmlichen 1D oder pseudo-homogenen 2D-Modellen.

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen katalytische Festbettreaktoren im instationären Betrieb mit Hilfe von CFD simuliert werden. Dabei wird, wie rechts zu sehen, jeder einzelne Pellet örtlich erfasst. Transportvorgänge im Partikel sollen ebenfalls mit berücksichtigt werden. Auf den Einfluss der Pellet-Form soll im Speziellen ein- gegangen werden.

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Stromlinien und Oberflächentemperatur in einem Festbett aus Multi-Hole-
Zylinderpellets simuliert mit CFD.



Untersuchung der Methanisierung in einem mikrostrukturierten Festbettreaktor

Art der Arbeit:Masterarbeit
Beginn der Arbeit:nach Absprache
Arbeitsweise:experimentell
Arbeitsort:ICVT, Clausthal
Ansprechpartner:Bjarne Kreitz, M. Sc.
Stand:Mai 2017

Das Power-to-Gas Verfahren ist ein vielversprechendes Konzept zur langfristigen Speicherung großer Energiemengen. Hierbei wird Strom aus erneuerbaren Energien zunächst zur Herstellung von H2 genutzt, welcher mit Synthesegas zu Methan umgesetzt wird. Durch die starke Exothermie der Reaktion kommt es zur Ausbildung starker Temperaturgradienten, was zu Verlusten in der Ausbeute und einer starken Belastung des Katalysators führt. Zur Durchführung stark exothermer Reaktionen hat sich die Mikroreaktionstechnik etabliert. Durch die geringen Abmessungen kann der Wärme- und Stoffaustausch deutlich gesteigert werden.

Ziel dieser Arbeit ist die Inbetriebnahme einer neuaufgebauten Anlage zur Durchführung von Synthesegas-Reaktionen. Mit Nickel-Katalysatoren soll anschließend die Methanisierung in einem mikro- strukturierten Reaktor untersucht werden. Dies beinhaltet unter anderem die Aufnahme von Temperaturprofilen.

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Herstellung und Untersuchung von Katalysatoren für die Methanisierung von Synthesegas

Art der Arbeit:Bachelorarbeit
(Masterarbeit)
Beginn der Arbeit:nach Absprache
Arbeitsweise:experimentell
Arbeitsort:ICVT, Clausthal
Ansprechpartner:Bjarne Kreitz, M. Sc.
Stand:Mai 2017

Das Power-to-Gas Verfahren ist ein vielversprechendes Konzept zur langfristigen Speicherung großer Energiemengen. Hierbei wird Strom aus erneuerbaren Energien zunächst zur Herstellung von H2 genutzt, welcher mit Synthesegas zu Methan umgesetzt wird. Die Methanisierungsreaktion ist bei hohen Temperaturen durch das thermodynamische Gleichgewicht limitiert, was den Einsatz von Katalysatoren mit hohen Reaktionsgeschwindigkeiten bei niedrigen Temperaturen erfordert.

Auf Basis einer Literaturrecherche sollen die Katalysator-Systeme für die Methanisierung identifiziert und bewertet werden. Anschließend sollen geeignete Katalysatoren hergestellt und auf ihre katalytische Aktivität untersucht werden.

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Untersuchung der Phosphordynamik der MSA-Synthese

Art der Arbeit:Masterarbeit
Beginn der Arbeit:ab sofort
Arbeitsweise:experimentell
Arbeitsort:ICVT, Clausthal
Ansprechpartner:Mauritio Müller
Stand:Februar 2018

Maleinsäureanhydrid (MSA) wird durch selektive katalytische Oxidation von Butan an Vanadium-Phosphor-Oxid-Katalysatoren hergestellt. Durch die freigesetzte Reaktionswärme kommt es im industriellen Prozess zur Ausbildung ausgeprägter Hotspots und damit verbundenen Gefahren hinsichtlich Stabilität und Sicherheit des Prozesses. Eine exakte Kontrolle des Reaktionsgeschehens ist daher für einen sicheren Betrieb des Reaktors unerlässlich. Industriell werden dafür geringste Mengen geeigneter Phosphorverbindungen verwendet, die sich dämpfend auf die Katalysatoraktivität auswirken.

Ziel der Arbeit ist die Untersuchung der Phosphordynamik unter den definierten Bedingungen eines Mikroreaktors. Hierfür sollen Experimenten unter Dosierung entsprechender Phosphorverbindungen durchgeführt werden. Ergänzend dazu soll ein bestehendes Modell des Prozesses um die Phosphordynamik erweitert werden und die Messwerte mit Simulationsergebnissen verglichen werden.

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Untersuchung des Einflusses der Funktionalisierung von geträgertem Polymer auf die Fluiddynamik von regellosen Schüttungen

Art der Arbeit:Bachelorarbeit
Beginn der Arbeit:ab Juni
Arbeitsweise:experimentell und theoretisch
Arbeitsort:ICVT, Clausthal
Ansprechpartner:Frank Schwering
Stand:Mai 2018

2-Butanol (SBA) wird in der Industrie unter anderem durch die Hydratisierung von Buten an einem festen sauren Ionentauscher hergestellt, der in einem Festbett angeordnet ist. Diese Anordnung ist aus verschiedenen Gründen jedoch nicht optimal. Aus diesem Grund wird an einem Verfahren gearbeitet, dass den Katalysator auf verschiedene Weise strukturiert anordnet.

Im Rahmen dieser Arbeit soll eine bestehende Versuchsanlage zur Untersuchung der Fluiddynamik von mehrphasigen Systemen überprüft und gegebenenfalls optimiert werden. Danach sollen einige Ergebnisse aus vorangegangene Arbeiten reproduziert werden.

Der Hauptteil der Arbeit besteht in der Untersuchung des Einflusses der Funktionalisierung von geträgertem Polymer auf die Fluiddynamik von regelosen Schüttungen. Die so erzeugten sauren Ionenaustausch besitzen nämlich dann einen hydrophilen Charakter, der Druckverlust und Hold-up maßgeblich beeinflussen könnte. Abschließend soll -aufbauend auf vorangegangene- Arbeiten versucht werden, das ermittelte Verhalten modellhaft zu beschreiben.

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Fließbild des fluiddynamischen Prüfstands



Entwicklung und Konstruktion eines Volumenstrommessgeräts für sehr kleine Durchflüsse

Art der Arbeit:Bachelorarbeit
Beginn der Arbeit:ab sofort
Arbeitsweise:konstruktiv und experimentell
Arbeitsort:ICVT, Clausthal
Ansprechpartner:Frank Schwering
Stand:Mai 2018

Eine vorhandene Laboranlage soll zur besseren Bilanzierung um eine Volumenstrommessung erweitert werden. Die Volumenströme sind sehr klein, sodass kommerzielle Messgeräte sehr teuer oder gar nicht verfügbar sind.

Im Rahmen der Bachelorarbeit soll ein solches Messgerät entwickelt, konstruiert und getestet werden. Die prinzipielle Idee ist bereits vorhanden: Ein Glasröhrchen mit definiertem Volumen soll gefüllt werden. Über eine Widerstandsmessung wird dann der Zeitpunkt bestimmt, an dem die Befüllung beginnt und wann das Röhrchen gefüllt ist. Durch Messung der vergangenen Zeit kann auf den Volumenstrom geschlossen werden.

Die Messung soll vollständig über einen Microcontroller (z.B. Arduino) automatisiert werden. Es wird also auch eine automatische Entleerung benötigt. In der Bachelorarbeit soll zum einen die grundsätzliche Funktion nachgewiesen werden, aber auch eine Kalibration erstellt werden. Abschließend soll der Einfluss von verschiedenen Medien oder Gemischen auf das System untersucht werden.

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Prinzip des zu entwickelnden Messgeraetes



Übertragung eines Laborverfahrens zur Herstellung von geträgerten Ionenaustauschern in den Technikumsmaßstab

Art der Arbeit:Bachelor- oder Masterarbeit
Beginn der Arbeit:ab sofort
Arbeitsweise:theoretisch
Arbeitsort:ICVT, Clausthal
Ansprechpartner:Frank Schwering
Stand:Juni 2018

2-Butanol (SBA) wird in der Industrie unter anderem durch die Hydratisierung von Buten an einem festen sauren Ionentauscher hergestellt, der in einem Festbett angeordnet ist. Derzeit wird im Labor an einem neuen Katalysator gearbeitet. Wenn der Katalysator, allerdings im technischen Maßstab eingesetzt werden soll, ist eine größere Produktionsmenge zumindest im Technikumsmaßstab zwingend erforderlich.

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Laborverfahren zur Herstellung von geträgerten sauren Ionenaustauschern in den Technikumsmaßstab (100 l) übertragen werden. Es soll ein grundsätzliches Konzept des Verfahrens erarbeitet werden und eine Auswahl der Reaktoren und Trennapparate erfolgen. Danach ist eine umfangreiche sicherheitstechnische Betrachtung durchzuführen und gegebenenfalls notwendige Maßnahmen bei der Entwicklung des Verfahrens zu berücksichtigen. Abschließend könnte die Aufarbeitung nicht umgesetzter Ausgangsstoffe betrachtet werden, um zu einer wirtschaftlichen Entscheidung über Aufarbeitung oder Entsorgung zu kommen. Hierbei könnte auch der Markt für anfallende Nebenprodukte ausgelotet werden.

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Prinzip des Scale-Up



Forschungsbereich Elektrochemische Verfahrenstechnik


Elektrochemische Umsetzung von Natriumsulfat

Art der Arbeit:Masterarbeit
Beginn der Arbeit:nach Absprache
Arbeitsweise:experimentell,
theoretisch
Arbeitsort:ICVT, Industrie
Ansprechpartner:Prof. Dr.-Ing Thomas Turek
Stand:Juni 2017

Lösungen von Natriumsulfat (Na2SO4) fallen bei ver- schiedenen chemischen Prozessen an und werden häufig nicht genutzt, sondern entsorgt. Eine Möglichkeit stellt die elektrochmische Salzspaltung dar, bei der aus Na2SO4 wieder H2SO4 und NaOH gebildet wird. Der Energiebedarf dieses Prozesses kann signifikant reduziert werden, wenn der an der Anode entstehende Sauerstoff einer dafür geeigneten Kathode zugeführt wird, an der er zu OH--Ionen reduziert wird (Sauerstoffverzehrkathode, SVK)

In der Masterarbeit sollen zunächst die verschiedenen möglichen Konzepte für eine elektrochemische Zelle zur Salzspaltung mit SVK vergleichend betrachtet werden. Anschließend soll ein Versuchsaufbau für eine Laborzelle entworfen werden. Erste Messungen zur Ermittlung von Leistungsdaten mit einer kommerziellen SVK sollen beim Industriepartner Covestro in Leverkusen durchgeführt werden.

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Prinzipieller Aufbau einer elektrochemischen Zelle zur Salzspaltung
(Jüttner et. al., Electrochim. Acta 45 (2000) 2576-2594)



Analyse der Durchströmung von Redox-Flow Batterien

Art der Arbeit:Bachelorarbeit
Masterarbeit
Beginn der Arbeit:nach Absprache
Arbeitsweise:theoretisch
Arbeitsort:flexibel
Ansprechpartner:Eva Prumbohm, M.Sc.
Stand:März 2018

Redox-Flow Batterien ermöglichen es große Mengen an fluktuierend und intermittierend anfallender Energie zu speichern. Bei der Auslegung von Redox-Flow Batterien spielt die Strömungsführung eine entscheidende Rolle. Durch Strömungsfelder besteht die Möglichkeit die Durchströmung in einer Zelle zu beeinflussen und den Druckverlust zu begrenzen.

Im Rahmen einer Abschlussarbeit soll die Durchströmung, welche sich in Abhängigkeit vom verwendeten Strömungsfeld ergibt, näher betrachtet werden. Hierzu können bereits vorhandene Daten genutzt werden. Für die Analyse können verschiedene Programme eingesetzt werden, welche beispielsweise eine Auswertung hinsichtlich der vorliegenden Geschwindigkeitsvektoren ermöglicht, siehe Abbildung rechts.


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Bild: my.usgs.gov/confluence/pages/viewpage.action



Herstellung von Sauerstoffverzehrkathoden aus Silberschäumen

Art der Arbeit:Bachelorarbeit
Beginn der Arbeit:nach Absprache
Arbeitsweise:experimentell
Arbeitsort:ICVT, Clausthal
Ansprechpartner:David Franzen, M.Sc.
Stand:März 2018

Chlor ist eines der wichtigsten Elemente für die chemische Industrie. Mit Hilfe energieintensiver Elektrolyseverfahren werden weltweit etwa 77 Millionen Tonnen Chlor pro Jahr produziert. Durch die Verwendung von Sauerstoffverzehrkathoden (SVK) kann der Energiebedarf der Produktion gegenüber konventionellen Methoden um bis zu 30 % gesenkt werden. Jedoch ist die Fertigung dieser Elektroden aufwändig und aufgrund des hohen Silbergehaltes teuer.

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen SVKs aus Silberschäumen hergestellt und auf einen möglichen Einsatz für die Chlor-Alkali Elektrolyse getestet werden. Hierzu werden verschiedene Elektrolytbarrieren aufgetragen und die entstandenen Elektroden über physische und elektrochemische Messmethoden charakterisiert.


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Durch Sprühtechnik hergestellte Silber SVK



Untersuchung des Einflusses von Phosphat auf die Kinetik einer Vanadium Redox-Flow Batterie


Art der Arbeit:Bachelorarbeit
Beginn der Arbeit:nach Absprache
Arbeitsweise:experimentell
Arbeitsort:EST, Goslar
Ansprechpartner:Isabelle Kroner, M.Sc.
Stand:April 2018

Vanadium Redox-Flow Batterien (VRFB) besitzen sehr gute Eigenschaften, um als Energiespeicher für regenerativ erzeugten Strom zu dienen. In diesen Batterien wird die elektrische Energie in flüssigen, die Zelle durchströmenden Elektrolyten gespeichert, die gelöste Vanadiumsalze enthalten.

Verwendet werden dazu zwei Elektrolyte, die jeweils eine Elektrode (positiv bzw. negativ) durchströmen. An den Elektroden werden die jeweiligen Vanadium-Spezies oxidiert, bzw. reduziert. Diese Reaktionen können schnell oder langsam ablaufen, je nach kinetischen Bedingungen. Für eine hohe Leistung der Batterie ist natürlich eine schnelle Kinetik wünschenswert.

In dieser Arbeit soll der Einfluss von Phosphat-Ionen auf die Kinetik der V(II)/V(III) und V(IV)/V(V) Reaktionen untersucht werden. Dazu sollen in einem bereits vorhandenen Prüfstand Untersuchungen der kinetischen Aktivität bei verschiedenen Phosphat-Konzentrationen im Elektrolyten durchgeführt und analysiert werden.

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Optimierung eines elektrochemischen Fällungsreaktors zur Wasserentkalkung und Abwasserreinigung


Art der Arbeit:Bachelorarbeit
(Masterarbeit)
Beginn der Arbeit:nach Absprache
Arbeitsweise:experimentell
Arbeitsort:ICVT, CLZ
Ansprechpartner:Thorben Muddemann, M.Sc.
Stand:Mai 2018

Elektrochemische Abwasserbehandlungen (z.B. AOPs) sind vielversprechende Verfahren zur Aufreinigung von Wässern mit hoher organischer Belastung. Hierbei werden in elektrochemischen Reaktoren in-situ Oxidationsmittel wie Hydroxylradikale, Ozon etc. generiert, die eine hohe Aufreinigungsleistung ermöglichen.

Bei der Aufreinigung von realen Abwässern kommt es durch Härtebildner jedoch zu starken Kalkablagerungen auf der Kathode – kurze Betriebszeiten der Reaktoren sind die Folge.

Dieses Problem wird durch die Verwendung einer neuartigen, bewegten Kathode gelöst. Diese ermöglicht vielfältige Fällungsreaktionen an der Kathode, wie der Kalk- oder Phosphatfällung, bei gleichzeitiger anodischer Abwasserreinigung durch eine Diamantelektrode.

Ziel der Arbeit ist die Optimierung des Verfahrens durch die Variation von Prozessparametern und die Bewertung anhand verschiedener künstlicher Prozesswässer.


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Funktionsweise des elektrochemischen Fällungsreaktors



Untersuchung der Alterung von thermisch aktivierten Kohlenstoffelektroden einer Vanadium Redox-Flow Batterie

Art der Arbeit:Bachelorarbeit
Beginn der Arbeit:nach Absprache
Arbeitsweise:experimentell
Arbeitsort:EST, Goslar
Ansprechpartner:Isabelle Kroner, M.Sc.
Stand:Juni 2018

Vanadium Redox-Flow Batterien (VRFB) besitzen sehr gute Eigenschaften, um als Energiespeicher für regenerativ erzeugten Strom zu dienen. In diesen Batterien wird die elektrische Energie in flüssigen, die Zelle durchströmenden Elektrolyten gespeichert, die gelöste Vanadiumsalze enthalten.

Verwendet werden dazu zwei Elektrolyte, die jeweils eine Elektrode (positiv bzw. negativ) durchströmen. An den Elektroden werden die jeweiligen Vanadium-Spezies oxidiert, bzw. reduziert. Diese Reaktionen können schnell oder langsam ablaufen, je nach kinetischen Bedingungen. Für eine hohe Leistung der Batterie ist natürlich eine schnelle Kinetik wünschenswert. Die Aktivität der Kohlenstoffelektroden kann durch diverse Aktivierungsmethoden erhöht werden.

In dieser Arbeit soll die Alterung der thermischen Aktivierung von Kohlenstofffilzen untersucht werden. Dazu sollen (aufbauend auf einer Vorgängerarbeit) in einem bereits vorhandenen Prüfstand Untersuchungen der kinetischen Aktivität von Langzeit-Auslagerungsproben untersucht werden.

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Untersuchung des Einflusses der Prozessparameter auf die elektrochemische Wasserstoffperoxidbildung

Art der Arbeit:Bachelorarbeit
Masterarbeit
Beginn der Arbeit:nach Absprache
Arbeitsweise:experimentell
Arbeitsort:ICVT, CLZ
Ansprechpartner:Thorben Muddemann, M.Sc.
Stand:August 2018

Auf der Suche nach neuen und effizienten Methoden zur Reinigung von Prozesswässern haben sich elektrochemische Prozesse zu einem aufstrebenden Forschungsschwerpunkt entwickelt. Vor allem elektrochemische Oxidationsverfahren, bei denen starke Oxidationsmittel in situ erzeugt werden, finden große Beachtung.

Ein innovatives Konzept zur Entfernung von Spurenstoffen ist die Kopplung einer Wasserstoffperoxid-bildenden Gasdiffusionselektrode (GDE) und einer bordotierten Diamantelektrode zur gleichzeitigen Erzeugung hochoxidativer Spezies an beiden Elektroden.

Hierbei erfolgt die Wasserstoffperoxid-Bildung (H2O2) durch die Reduktion von Sauerstoff an der GDE. Neben dem Katalysator und dem Aufbau der GDE, bestimmen die Prozessparameter maßgeblich den Einfluss auf die H2O2-Ausbeute.

Daher soll in der Arbeit der Einfluss der Prozessparameter auf die H2O2-Ausbeute untersucht werden.


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Funktionsweise der H2O2-Bildung und Darstellung des Laborreaktors


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