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Bockhorn, H.: "Some notes on challenges of combustion in future energy systems".
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Bachelor-/Masterarbeit

Untersuchungen der Rußpartikeleigenschaften während der Oxidation.


Kurzbeschreibung:
Hintergrund & Motivation. Die Einhaltung der maximal zulässigen Partikelanzahlkonzentration, die in der europäischen Abgasgesetzgebung (EURO VI) festgeschrieben ist, stellt für Ottomotoren mit Direkteinspritzung eine große Herausforderung dar. Zur Einhaltung der Grenzwerte müssen die Rußpartikeln mit oxidativen Reaktanden umgesetzt werden. Dies geschieht sowohl im Zylinder des Motors, als auch im Abgastrakt und schlussendlich auf dem Partikelfilter. In jedem dieser Teilschritte, die auf unterschiedlichsten Zeitskalen und Temperaturniveaus ablaufen, unterliegen die Rußpartikeln einer Oxidationsreaktion.  

Aufgabenstellung. Während der Reaktion der Partikeln mit oxidativen Spezies verändern sich deren Eigenschaften. In der Literatur werden die angesprochenen Veränderungen teilweise untersucht – ein konsistentes Bild lässt sich daraus aber nicht ableiten. Aus diesem Grund soll sich in dieser Arbeit der Veränderung der Rußpartikeleigenschaften während des Oxidationsprozesses gewidmet werden. Dabei sollen Referenzrußpartikeln unter definierten Bedingungen schrittweise oxidiert werden. Nach jedem Teilschritt werden die wichtigsten Eigenschaften der Partikel ex-situ untersucht. Dazu zählen die spezifische Oberfläche, die Nanostruktur, der Partikeldurchmesser, die elementare Zusammensetzung, sowie die Porengrößenverteilung. Es gilt folgende Arbeitspakete zu bearbeiten:
  • Literaturrecherche und Einarbeitung in die Thematik.
  • Einarbeiten in den Versuchsaufbau und die Messtechnik.
  • Durchführung der Teiloxidationsversuche und Analyse der physikochemischen Partikeleigenschaften.
  • Auswertung und Interpretation der Daten hinsichtlich der Vorgänge, die während der Rußoxidation stattfinden.


Voraussetzungen: Student des Chemieingenieurwesens/Verfahrenstechnik, der Chemie oder Physik. Freude an experimenteller Arbeit und Kenntnisse in thermischer Analyse und Aerosol- oder Partikeltechnik können den Einstieg in die Arbeit erleichtern.

Beginn ab: 01. 03. 2019
Betreuer: M.Sc. Fabian Hagen
(eMail: Fabian.Hagen∂kit.edu )
Aufgabensteller: Prof. Dr.-Ing. Henning Bockhorn
(eMail: Henning.Bockhorn∂kit.edu )