Dr.-Ing. Fabian Hagen

Studierende des Chemieingenieurwesens/Verfahrenstechnik mit Freude an verfahrenstechnischen Fragestellungen im Bereich der Energiespeicherung und mit Vorliebe für experimentelle Arbeit.

Ort: CS

Motivation:

Die klimaneutrale Wasserstoffproduktion ist einer der Schlüssel zur Erreichung der globalen Klimaziele. Der Eisen-Dampf-Wasserstoff-Reaktionszyklus (3 Fe + 4 H₂O <-> Fe₃O₄ + 4 H₂) ermöglicht grundsätzlich eine direkte Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser, ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe. Da Eisen ein weit verbreitetes, nicht-toxisches und kostengünstiges Element ist, könnte die genannte Reaktionsroute eine - im Vergleich zu anderen Verfahren, die auf teure oder seltene Rohstoffe angewiesen sind - kostengünstige und nachhaltige Methode zur Wasserstofferzeugung darstellen. Die entstehenden Eisenoxide können nach dem Produktionsschritt mit Wasserstoff zu Eisen reduziert werden, wodurch ein zyklischer Prozess möglich wird.

Aufgabenstellung:

Ziel dieser Arbeit ist es, die zyklische Oxidation und Reduktion von Eisenstrukturen und deren Oxiden in einem Festbettreaktor experimentell zu untersuchen. Hier wird es erforderlich die Wasserstoffkonzentration in Abhängigkeit der Reaktortemperatur und weiteren Prozessrandbedingungen mit geeigneter Gasphasendiagnostik zu untersuchen. Die Veränderungen der Morphologie und der Oxidationsstufen der Eisenoxidstrukturen sind zudem mit Feststoffanalytik zu untersuchen. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, die Reaktionsbedingungen zu optimieren und den Prozess effizienter zu gestalten.

Aufgabensteller:

Prof. Dr.-Ing. Dimosthenis Trimis