Maßschneiderung von Mikroporösem Siliciumdioxid als Methanspeicher-Material
Final Report Abstract
Ziel dieser Arbeit war die Synthese von hochporösen Silicaten mit einer guten Methanaufnahmefähigkeit. Hierzu wurden vor allem die Sol-Gel- und die hydrothermalen Synthesebedingungen für die Herstellung von porösen Silicaten systematisch variiert. Es ist gelungen, Silicate mit einer Sorptionskapazität von bis zu 60 mg Methan pro g herzustellen, was zwar unseres Wissens nach der höchste Wert für reine SiO2-Materialien ist, der aber nicht mit den besten Sorptionsmaterialien wie Aktivkohlen oder MOF-Materialien konkurrieren kann. Bei den Untersuchungen zeigte sich, dass Raumtemperaturschwankungen signifikante Auswirkungen auf die Messwerte der Methanadsorption haben. Die Langzeitstabilität der SiO2-Materialien erwies sich bei über 60 Be- und Entladezyklen als ausgezeichnet. Während der Untersuchungen erwiesen sich die Materialsynthese und die Messung der Methanadsorption als besonders zeitaufwendig. Die Materialsynthese konnte durch den Einsatz eines 7-fach-Autoklaven beschleunigt werden. Für die Messung der Porosität wurde ein Hochdurchsatzverfahren entwickelt, in dem die Wärmetönung der Propanadsorption als Maß für die relative Porosität genutzt werden konnte, so dass nur noch die porösesten Materialien auf einer Bibliothek detailliert charakterisiert werden mussten. Besonders letzteres Verfahren lässt sich auf poröse Materialien aller Art anwenden und ist nicht auf die Methanadsorption beschränkt. Hierbei zeigte sich, dass die Materialien mit der größten spezifischen Oberfläche anhand der Desorptionsmessung mit ecIRT bestimmt werden können.
