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

nachricht Neues Laserstrahl-Schweißverfahren des Fraunhofer IWS erlangt die Zertifizierung der DNV GL
16.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie