Masterand/in Chemie, Chemieingenieurwesen, Materialwissenschaft o. ä. (w/m/d) - Produktionsverfahren & Oberflächenuntersuchung von Redox-Partikeln

Die Masterarbeit wird im Rahmen des Projekts SESAM, Synergieeffekte in der solaren Produktion von Ammoniak und Düngemitteln, durchgeführt. Hauptbestandteil des Projektes ist die Untersuchung der solaren Luftzerlegung zur Erzeugung von reinem Stickstoff, der als Ausgangstoff für den Haber-Bosch-Ammoniak-Produktionsprozess vorgesehen ist. Der solar- thermochemische Kreislauf nutzt Materialien mit Perowskit-Struktur, die in der Lage sind, Sauerstoff-Atome einzulagern, ohne dass dadurch ein Phasenwechsel einhergeht. Da die Oxidations- und Reduktionsreaktion jedoch bei unterschiedlichen Temperaturen und Drücken abläuft, ist die strukturelle Stabilität der Perowskit-Partikel der Schlüssel, um Abrieb und Zersetzung der Partikel durch Wärmeausdehnung bzw. Kontraktion zu vermeiden. Ein weiterer wichtiger Bereich ist die Untersuchung der Oberflächenreaktionen während des Redoxprozesses, die möglicherweise zum Sintern und zu Aktivitätsverlust führt.

Die Hauptziele der Masterarbeit sind die Entwicklung eines Herstellungsverfahrens für sphärische Perowskit-Partikel auf der Grundlage eines patentierten Verfahrens und das Verständnis des Zusammenhangs zwischen Oberflächenreaktionen und Zersetzung der Partikel. Die Partikel sollen in einem im Projekt SESAM entwickelten Reaktor unter realistischen Bedingungen getestet werden. Die Arbeiten umfassen eine systematische experimentelle Planung und praktische Laborarbeit, sowie die Auswertung der Ergebnisse und deren Nutzung für die Entwicklung und Validierung eines Modells.