Grundlegende Untersuchungen zur Plasmachemie an mit Luft-Wasserdampf-Mischungen betriebenen dielektrisch behinderten Entladungen unterhalb Atmosphärendruck

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Detlef Loffhagen; Professor Dr. Klaus-Dieter Weltmann
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 368502453

Ziel des Projektes ist es, die grundlegenden plasmachemischen Reaktionsmechanismen zu untersuchen, die zur kontrollierten Erzeugung reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffspezies (RONS) in dielektrisch behinderten Entladungen (DBD) führen, welche mit Gemischen von Argon, Luft und Wasserdampf nahe oder bei Atmosphärendruck betrieben werden. Dazu wird ein neuartiger Typ einer unterhalb Atmosphärendruck betriebenen Niedertemperatur-Barrierenentladung, die sogenannte Venturi-Vapor-DBD, verwendet. Sie ermöglicht die Erzeugung reaktiver Plasmen, die mit Luft-Wasserdampf-Gemischen im Druckbereich zwischen 20 und 1000 mbar betrieben werden, und erlaubt es, die plasmagenerierten RONS mittels einer Venturi-Pumpe vom Entladungsgebiet mit Drücken unterhalb Atmosphärendruck auf Atmosphärendruck zu überführen. Das Entladungsverhalten und die Plasmadynamik werden für einen breiten Bereich von Entladungsparametern mittels spektroskopischer und elektrischer Messungen in Verbindung mit numerischer Modellierung analysiert. Die Untersuchungen werden ein detailliertes Verständnis der Voraussetzungen und der grundlegenden Reaktionsmechanismen liefern, die zum stabilen und reproduzierbaren Betrieb von Venturi-Vapor-DBDs führen. Ferner werden sie grundlegende Kenntnisse über den Einfluss der Betriebsparameter und der verwendeten Gasgemische auf die Betriebsbedingungen, die Plasmadynamik und die Plasmazusammensetzung mit dem Fokus auf Ozon, Stickoxide und die wasserbasierten Spezies salpetrige Säure und Wasserstoffperoxid zur Verfügung stellen. Hierbei sollen insbesondere diejenigen Betriebsbedingungen bestimmt werden, bei denen eine durch Ozon, Stickoxide bzw. Wasserstoffperoxid dominierte Plasmachemie auftritt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Ronny Brandenburg