TRAP-ROK: Zeitaufgelöste In-situ Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (TR-AP-XPS) zur Analyse des RedOx Verhaltens katalytischer Materialien
Zeitraum
2016-10-01 – 2019-03-30
Bewilligte Summe
960.200,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1460A
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Übergreifend und Sonstiges [EA3285]
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
Katalytische Reaktionen finden in nahezu fast allen industriellen Prozessen Ihre Anwendung, auch im Bereich der Gasphasenreaktionen. Der Katalysator hat dabei die Funktion, Reaktionen zu beschleunigen oder überhaupt erst zu ermöglichen. In diesem Projekt wird die Technik der zeitaufgelösten Atmosphärendruck-Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (Time-Resolved Ambient-Pressure-Xray-Photon-Spectroscopy, AP-XPS) als analytische Technik etabliert, um katalytische Prozesse in-situ, d.h. unter den Bedingungen der Katalyse, chemisch zu analysieren. Die Stärken der Technik liegen hierbei zum einen in der Möglichkeit in verschiedenen Gasatmosphären bei unterschiedlichen Temperaturen zu messen als auch diese Untersuchungen auf der Zeitskala von wenigen 100ms durchzuführen. Das liefert z.B. wertvolle Informationen über Reaktionsverlauf und Stabilität eines Katalysators unter den gegebenen Bedingungen. Diese Kombination bietet außerdem die Möglichkeit, katalytische Prozesse dahingehend zu optimieren, die katalytische Aktivität dauerhaft aufrecht zu erhalten oder mit einem geringen Zeit- und Materialaufwand wieder herzustellen. Das zu beschaffende Gerät kann aufgrund der vorhandenen Erfahrungen und Kompetenzen in einem relativ kurzen Zeitraum in den operativen Betrieb übernommen werden. Das Hauptziel ist, die Technik anhand von 3 industriegetriebenen Projekten zu optimieren und ihre Leistungsfähigkeit zu demonstrieren, da es weltweit das erste Laborgerät dieser Machart sein wird. Publikationen der gewonnen Erkenntnisse erzeugt die Sichtbarkeit, um weitere Projekte zu generieren. Die Arbeitspakete sind den jeweiligen Beispielprojekten (Katalysatorsysteme für Gasmotoren, katalytische Entschwefelung und katalytische Synthese) zugeordnet. Sie laufen parallel und sichern somit eine ideale Auslastung des Systems. Eine Anlagennutzung ist wird über ca. 10 Jahre angestrebt, da die Methodik auf noch weitere Fragestellungen aus der Industrie ausgedehnt werden kann.
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