Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erstmals beobachtet: Reaktives Molekül

13.02.2015

Zum ersten Mal ist es Forschern gelungen, ein für die Verbrennung zentrales Molekül aufzuspüren und dessen Reaktivität gegenüber Sauerstoff zu messen. Dank dieser bahnbrechenden Leistung, an der Dr. Oliver Welz von der Universität Duisburg-Essen (UDE) beteiligt ist, können nun Verbrennungsprozesse besser vorhergesagt werden. Die Entdeckung ermöglicht u.a. sauberere und effizientere Kraftfahrzeuge. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht.

Entdeckt und erstmals nachgewiesen haben die Forscher Hydroperoxyalkyl-Radikale, die außerordentlich schwer zu beobachten sind. Radikale sind für eine Verbrennung unverzichtbar: Sie initiieren sie und halten sie aufrecht. Andererseits laufen bei einer Verbrennung zigtausend chemische Reaktionen nahezu gleichzeitig ab.


Dr. Oliver Welz

© UDE

In diesem Umfeld Radikale zu identifizieren ist auch deshalb sehr schwer, weil sie sehr schnell reagieren und dabei neue chemische Bindungen eingehen. Dennoch sind viele Aspekte der Verbrennung bereits gut untersucht. Offene Fragestellungen betreffen vor allem die Zündung und die chemischen Reaktionen, die darüber entscheiden, ob und wie schnell sich ein Brennstoff-Luft-Gemisch entzündet.

Oliver Welz: „Dank der Vorarbeiten wussten wir bereits, dass Hydroperoxyalkyl-Radikale zentral sind im komplexen Netzwerk der Zündreaktionen. Das zeigte sich nämlich schon in den Reaktionsprodukten der Zündchemie.“ Zusammen mit Kollegen an den Sandia National Laboratories in Livermore (USA) gelang ihm nun erstmals die Entdeckung eines solchen Radikals. „Wir probierten verschiedene Ideen aus, hatten aber zunächst keinen Erfolg“, so Oliver Welz.

„Diese Spezies ist wirklich extrem reaktiv und kurzlebig. Entscheidend ist die Wahl des geeigneten Brennstoffmoleküls.“ Die richtige Idee hatte der Sandia-Kollege Dr. John Savee. Er schlug vor, 1,3-Cycloheptadien zu verwenden, ein Ringmolekül mit sieben Kohlenstoffatomen.

Für die Überprüfung nutzte das Forscherteam ein Multiplex-Photoionisierungs-Massenspektrometer (MPIMS). Der direkte Nachweis des spektralen Fingerabdrucks gelang dann am Advanced Light Source-Synchrotron in Berkeley, USA, dank der intensiven durchstimmbaren Synchrotronstrahlung. Gestützt wurde diese Beobachtung durch quantenmechanische Rechnungen.

Welz: „Interessant ist, dass das jetzt aufgespürte Radikal eine ungewöhnlich lange Lebensdauer hat und deutlich langsamer mit Sauerstoff reagiert als ursprünglich angenommen. Nun muss herausgefunden werden, wie sich dies auf die technische Weiterentwicklung von Verbrennungsprozessen auswirkt.“

Oliver Welz ist begeistert, denn seinem Forscherteam war bereits 2012 und 2013 der direkte Nachweis von Criegee-Intermediaten gelungen, einer anderen Klasse an reaktiven Molekülen: „Teil dieser Forschergruppe zu sein, dem der Nachweis von gleich zwei Schlüsselintermediaten gelingt, ist für mich unbeschreiblich.“

Weitere Informationen:
doi: dx.doi.org/10.1126/science.aaa1495
Dr. Oliver Welz, Tel. 0203/379–1888, oliver.welz@uni-due.de, http://www.uni-due.de/ivg/rf/

Redaktion: Steffi Nickol, Tel. 0203/379–8177, steffi.nickol@uni-due.de

Beate Kostka | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Impfstoff-Kandidat gegen Malaria erfolgreich in erster klinischer Studie untersucht
25.04.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht Demographie beeinflusst Brutfürsorge bei Regenpfeifern
25.04.2018 | Max-Planck-Institut für Ornithologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Impfstoff-Kandidat gegen Malaria erfolgreich in erster klinischer Studie untersucht

25.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Erkheimer Ökohaus-Pionier eröffnet neues Musterhaus „Heimat 4.0“

25.04.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

25.04.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics