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Reaktionskinetik

Arbeitsgruppe 3.34

Profil

Die Arbeitsgruppe 3.34 beschäftigt sich mit der Reaktionskinetik von reaktiven, chemischen Prozessen der Umwelt, Energieumwandlung und Materialsynthese. Wir bearbeiten dabei vor allem die folgenden Themenschwerpunkte:

Verbrennungschemie

  • Selbstzündungsprozesse
  • Schadstoffbildung bei Biokraftstoffen
  • Entstehung von Ruß in der Gasphase
  • alternative und saubere Verbrennungskonzepte
  • wasserstoffangereichertes Erdgas


Atmosphärenchemie

  • Atmosphärenschadstoffe
  • Atmosphärenabbau
  • kinetische und mechanistische Untersuchungen zu OH initiierten Reaktionen mit Benzol, Phenol, DMS, Isopren
  • Reaktionen von Criegee-Intermediaten mit Wasser


Materialsynthese

  • Synthese von Nanopartikeln in der Gasphase

 

Ziel unserer Arbeiten ist das Erlangen eines wissenschaftlich-metrologischen Verständnisses von reaktiven Prozessen in der Umwelt, Energieumwandlung und Materialsynthese auf Basis der Reaktionskinetik sowie die Etablierung eines Kompetenzzentrums für die Reaktionskinetik von Energieträgern. Dabei verfolgen wir einen ganzheitlichen Ansatz, der neben präzisen Experimenten auch modernste quantenchemische Rechnungen sowie die (Weiter-)Entwicklung und Validierung von Modellen zur Vorhersage von kritischen thermophysikalischen Eigenschaften und kinetischen Parametern beinhaltet.

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Forschung/Entwicklung

In der Arbeitsgruppe „Reaktive Strömungen“ findet ein weites Spektrum an Forschung und Entwicklung statt. Das Erfassen von kritischen Reaktionsgrößen in der chemischen Kinetik erfordert u. a. den Einsatz hochmoderner Experimente.

Zur experimentellen Bestimmung (zeitaufgelöster) molekularer Spezieskonzentrationen in reaktiven Prozessen setzen wir diverse Messverfahren ein, wie z. B.:

  • Molekularstrahl-Massenspektrometrie
  • laserbasierte Spektroskopie
  • Synchrotron-Photoionisations-Spektroskopie
  • Druckmessungen

 

Die aus den Messungen abgeleiteten Spezieskonzentrationen sind derzeit zum Teil noch mit großen Unsicherheiten behaftet (verursacht z. B. durch Fragmentierungsprozesse, unbekannte Ionisierungs- und Absorptionsquerschnitte, ungeklärte chemische Reaktionsabläufe usw.). Durch permanentes Weiterentwickeln von Messapparaturen sowie Datenauswertungsroutinen wollen wir diese Unsicherheiten immer weiter minimieren und so zu einer präzisen und genauen Bestimmung von reaktionskritischen Parametern beitragen.

Die aus den Experimenten erhaltenen Daten fließen dann in die Validierung, Erstellung und Weiterentwicklung von kinetischen Modellen ein, deren Ziel es ist, kritische thermophysikalische Eigenschaften und kinetische Parameter für Umweltprozesse vorherzusagen. Ergänzend sollen durch den Einsatz von modernen quantenchemischen Rechnungen die Unsicherheiten in den Modellen (z. B. durch ungenaue Ratenkonstanten, fehlende Reaktionen) identifiziert und reduziert werden.

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Dienstleistungen

  • Industrieberatung bei Fachfragen zur Schadstoffbildung, Selbstzündung und Reaktionskinetik
  • Normungstätigkeiten für alternative Kraftstoffe

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Informationen

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