Im Rahmen des Projektes Clean Circles wird ein geschlossener Kreislaufprozess entwickelt,
welcher den Ansprüchen eines kohlenstofffreien Energiespeichersystems gerecht werden soll.
Als Energieträger werden mikroskalige Eisenpartikel eingesetzt, welche in einer Flamme
oxidiert werden. Die im Abgasstrom vorhandenen Eisenoxidpartikel werden recycliert, indem
sie abgeschieden und mithilfe erneuerbarer Energien wieder zu dispers vorliegendem Eisen
reduziert werden.
Um einen optimalen Betrieb im Kreislaufprozess zu gewährleisten, müssen die Partikel vor
und nach der Oxidation charakterisiert werden. In Abhängigkeit verschiedener
Prozessbedingungen wie beispielweise der Luftzahl soll die Zusammensetzung der
Eisenoxidpartikel genauer untersucht werden. Diese liefert eine Aussage darüber, wie viel
Energie beim Verbrennungsprozess pro Masse an eingesetztem Eisen freigesetzt wird und
kennzeichnet somit ein Maß für die Effizienz des Oxidationsprozesses und somit auch für die
Effizienz des Energiespeichersystems.
Eine Methode, um qualitativ und quantitativ die Zusammensetzung kristalliner Strukturen zu
bestimmen, ist die Röntgendiffraktometrie. Röntgenstrahlen werden dabei an Netzebenen im
Kristallgitter reflektiert. Unter für das Gitter charakteristischen Reflexionswinkeln kommt es zur
Interferenz der reflektierten Strahlen, sodass kristallspezifische Intensität-Peaks über dem
Streuwinkel für die Phasenanalyse ausgewertet werden können.
Im Rahmen der Masterarbeit soll eine Methode erarbeitet werden, um die Phasenanteile
unterschiedlicher kristalliner Strukturen im Produkt zu quantifizieren und es sollen
Rückschlüsse auf die Effizienz des Oxidationsprozesses gezogen werden. Einzelheiten zur
Arbeit und die Aufgabenstellung können ebenfalls gerne vorab an Interessen angepasst
werden. Die Masterarbeit kann auf Englisch oder auf Deutsch verfasst werden.
Kontakt:
Max Deutschmann, M.Sc.
Geb.: 30.48 Raum 115
Telefon: +49 721 608-44140
E-Mail: max.deutschmann∂kit.edu