Multifunktionaler 4-fach Parallelreaktor für Katalysatorforschung

• Fachliche Zuordnung: Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498608259

Für die zukünftige Katalysatorforschung am Institut für Anorganische Chemie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel wird neben den bereits gut ausgestatteten Bereichen Synthese und Charakterisierung ein Großgerät benötigt, um katalytische Untersuchungen mit ausreichender Messkapazität durchzuführen. Zu diesem Zweck wird ein multifunktionaler 4-fach Parallelreaktor beantragt, mit dem kinetische Tests insbesondere zu Hydrierreaktionen von COx und N2 zur Alkoholsynthese (Methanol und höhere Alkohole) und Ammoniaksynthese bei erhöhtem Druck von z.B. 30 bar bzw. 80 bar durchgeführt werden können. Diese Reaktionen sind nicht nur für die Herstellung von Grundchemikalien von großer Bedeutung und daher Gegenstand von Grundlagen- und angewandter Forschung, sondern erlangen aktuell im Kontext der chemischen Wasserstoff- und Energiespeicherung neue Aufmerksamkeit. Grundlegende Forschungsfragen adressieren z.B. die Reaktions- und Deaktivierungsmechanismen unter dynamischen Bedingungen sowie die Entwicklung von neuen Katalysatormaterialien. Für beide Forschungsrichtungen sollen schnelle katalytische Vergleichstests, aber auch umfassende kinetische Studien zur Unterstützung der Mechanismenaufklärung und zum Studium der Katalysatorstabilität durchgeführt werden. Die 4-fach Parallelkonfiguration stellt eine für den Umfang der Forschungsrichtung ausreichende Messkapazität sicher. Zur Co-Dosierung von Dampf und Alkoholen muss eine Flüssigkeitseinspeisung implementiert werden. Zur notwendigen Anschlusscharakterisierung der Ausbauproben ist es unbedingt erforderlich, dass die Anlage über die Möglichkeit verfügt, die Katalysatoren nach den Tests unter Schutzgas zu entnehmen. Das beantragte Gerät ist ein wesentlicher Baustein unserer zukünftigen Aktivitäten auf dem Gebiet der Struktur- /Zusammensetzungs-Aktivitäts-/Selektivitätsbeziehungen und notwendige Voraussetzung für eine Weiterentwicklung unserer Katalysatorforschung durch das Erreichen neuer Betriebszustände (Hochdruck), durch die Etablierung neuer Messmethoden (basierend auf der Flüssigkeitsdosierung und durch den inerten Ausbau), sowie durch eine dringend benötigte Kapazitätsbereitstellung.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Multifunktionaler 4-fach Parallelreaktor für Katalysatorforschung
• Gerätegruppe: 8200 Reaktionsgefäße für Hochdruck, Autoklaven
• Antragstellende Institution: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
• Leiter: Professor Dr. Malte Behrens