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Stofftransport in porösen Strukturen

Stofftransport in porösen Strukturen
Forschungsthema:Sorptionsgleichgewicht und Stofftransport in nanoporösen Strukturen (theoretisch)
Typ:Bachelor- oder Masterarbeit
Datum:ab sofort
Betreuer:

Eser

Bearbeiter:zu vergeben

 

Motivation

Um Energieüberschüsse auch langfristig möglichst verlustfrei speichern zu können, können Sorptionswärmespeicher eingesetzt werden, die aus beschichteten Wärmeübertragern bestehen. In der Herstellung des Speichers kann der Trocknungsvorgang einen Einfluss auf die entstehende Schichtstruktur besitzen. Diese Struktur kann ihrerseits die Sorption in der Schicht und dadurch die Performance des Speichers beeinflussen.

Aufgabe

In dieser Arbeit soll das Verständnis von Stofftransportvorgängen in nanoporösen Systemen erweitert werden. Das Sorptionsgleichgewicht unterschiedlicher Proben aus Materialien für Sorptionswärmespeicher wird zu diesem Zweck in einer Magnetschwebewaage aufgenommen. Anhand von Messdaten aus der Magnetschwebewaage soll dementsprechend zunächst das Sorptionsverhalten dieser Schichten allgemein beschrieben und mit theoretischen Modellen verglichen werden. Dabei soll herausgestellt werden, inwiefern der Binder das Gleichgewicht des Sorbens beieinflusst.

Im Anschluss daran soll die Diffusion von Wasser in den Schichten einer genauen Betrachtung unterzogen und relevante Stofftransportwiderstände aufgezeigt werden, indem eine Anpassung von Diffusionskoeffizienten an die Lösung der Diffusionsgleichung erfolgt.

MSW SWS

Abbildung 1: Magnetschwebewaage (links) aus Schabel, Trocknung von Polymerfilmen, 2004 und schematische Darstellung des Diffusionsprozesses in Sorptionswärmespeichern (rechts)

 

Der Umfang der Arbeit wird auf den Bearbeitungszeitraum (BA / MA) der Arbeit angepasst.

Die Simulation kann in VBA/Excel oder Matlab erfolgen.

Eine Vorkenntnis von Simulationsprogrammen ist nicht von Nöten.