Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Messverfahren sorgt für besseres Verständnis der Katalyse

05.03.2015

Forscher der Universitäten Leipzig und Stuttgart haben ein neues Messverfahren entwickelt, um Molekülen bei ihrer chemischen Umwandlung auf die Spur zu kommen. Es gelang ihnen, die Konzentration der beteiligten Moleküle am Ort ihrer Umwandlung zu messen. Damit ist die Effizienz beim Einsatz der Katalysatoren, die zur Beschleunigung dieser Umwandlungen eingesetzt werden, erstmals direkt messbar geworden. Dieses Messverfahren wurde von den Physikern Jörg Kärger und Christian Chmelik von der Universität Leipzig sowie dem Chemiker Prof. Dr. Jens Weitkamp von der Universität Stuttgart entwickelt.

Gemeinsam mit ihren Kooperationspartnern haben sie ihre Forschungsergebnisse vor kurzem in der Onlineausgabe der renommierten Zeitschrift "Angewandte Chemie" veröffentlicht.

"Bisherige Verfahren zur Bestimmung des Nutzungsgrades solcher Prozesse beruhten immer auf Beobachtungen außerhalb des Bereichs, in dem die chemischen Umwandlungen stattfinden", berichtet Kärger. Zusätzliche Arbeiten, die dadurch nötig waren, könnten mit dem neuen Messverfahren entfallen. "Mit dem von uns eingeführten Verfahren sind die besten Voraussetzungen gegeben, um die bisher gebräuchlichen, konventionellen Messmethoden abzulösen", sagt der Physiker.

Mikroporöse Katalysatoren, also Materialien mit Poren von molekularer Größe, haben bei den chemischen Prozessen eine doppelte Funktion. Sie beschleunigen einerseits die Umwandlung und sorgen durch ihre passgenaue Porengröße andererseits dafür, dass nur bestimmte Moleküle entstehen können. Allein im Bereich der Erdölveredlung liegen die auf diesem Prinzip basierenden Einsparungen weltweit im Bereich von jährlich zehn Milliarden Euro.

Das Verhältnis zwischen tatsächlicher und maximal möglicher Umsatzgeschwindigkeit ist eine entscheidende Kenngröße für die Effizienz katalytischer Reaktionen, wobei die Menge des gebildeten Produkts einer katalytischen Umwandlung offensichtlich mit dem Anteil des Porenraums anwächst, der für diese Umwandlung genutzt wird.

Mit der Verteilung der Ausgangs- und Produktmoleküle im Katalysator, wie sie mit dem neuen Verfahren direkt beobachtbar wird, sind damit alle für die Bestimmung des Nutzungsgrades beim jeweiligen Katalysatoreinsatz erforderlichen Informationen unmittelbar verfügbar.

Die Entwicklung und erfolgreiche Erprobung des neuen Messprinzips sind Kärger zufolge auch den Rahmenbedingungen im Internationalen Graduiertenkolleg "Diffusion in Porous Materials" an der Universität Leipzig zu verdanken, in dem die Untersuchungen durchgeführt wurden. Unterstützt wurden die Forscher dabei vor allem vom Sprecher des Graduiertenkollegs, Prof. Dr. Roger Gläser.

Originaltitel der Veröffentlichung: "Microimaging of Transient Concentration Profiles of Reactant and Product Molecules during Catalytic Conversion in Nanoporous Materials" in "Angewandte Chemie - International Edition",

DOI: 10.1002/ange.201409482

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Jörg Kärger
Universität Leipzig
Telefon: +49 341 97-32502
E-Mail: kaerger@physik.uni-leipzig.de

Dr. Christian Chmelik
Universität Leipzig
Telefon: +49 341 97-32531
E-Mail: chmelik@physik.uni-leipzig.de

Prof. Dr. Jens Weitkamp
Universität Stuttgart
Telefon: +49 711 685 64060
E-Mail: jens.weitkamp@itc.uni-stuttgart.de

Weitere Informationen:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201409482/abstract

Susann Huster | Universität Leipzig

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Ausweg aus dem Chrom-Verbot
30.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Schnell, präzise, aber nicht kalt
17.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften