Über das Labor
Das Labor für Chemische Prozesstechnik beschäftigt sich mit der Erforschung und Lösung chemisch-verfahrenstechnischer Problemstellungen mit der Verbindung von experimentellen Methoden und Modellierung auf Basis angewandter chemischer Thermodynamik, Transportprozesse und Stoffdaten. Aktuelle Schwerpunkte liegen insbesondere im Bereich Gastrennprozesse für eine nachhaltige Energie- und Wasserstoffwirtschaft, CO2-Nutzung und Umweltanwendungen.
Aktuelles
Lehre
Im Labor für Chemische Prozesstechnik finden Praktika in Grundlagen der Chemie, Bauchemie, physikalischer Chemie, analytischer Chemie sowie Umwelt- und instrumentelle Analytik statt.
Neben allgemeinen Methoden der Chemie, nasschemischen Verfahren und Synthesen wird u.a. die Maßanalyse mit modernen Titrationsystemen, elektrochemische und photometrische Spurenanalytik vermittelt.
Forschung
Das Labor für Chemische Prozesstechnik forscht zu folgenden Themen:
- Thermische und chemische Verfahrens-/Prozesstechnik mit Schwerpunkt in den Bereichen Adsorption, Gastrennprozesse und Kristallisationsverfahren sowie Anwendungen in der Umweltverfahrenstechnik
- CO2-Abscheidung, Speicherung und stofflichen Nutzung mit Wasserstoff in CCS/CCU-Prozessen für eine nachhaltige Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft
- Angewandte chemische Thermodynamik und Transportprozesse, Mehrphasen- und Elektrolytthermodynamik, fest-flüssig-Gleichgewichte
Aktuelle Projekte und Forschungsvorhaben
Industriekooperationen
Das Labor für Chemische Prozesstechnik forscht in enger Kooperation mit der Industrie - sowohl in öffentlichen Förderprojekten als auch in Form von Auftragsforschung oder Vorstudien für Forschungsanträge. Bei Interesse sprechen Sie bitte die Laborleitung an.
Laborausstattung
Experimentelle & digitale Infrastruktur
Versuchsanlagen
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Einzeladsorber im erweiterten Labormaßstab mit doppelwandiger Metallkolonne
Temperaturgeregelter Betrieb über Huber Kiss K6 Thermostat
Quasi-adiabater Betrieb mittels vakuumisoliertem Mantelraum
Untersuchungen unter Vakuum- und Druckwechselbedingungen
Gasmischeinheit für bis zu vier Gasmischungen inkl. Spurenanalytik
Verdampfereinheit zum Befeuchten des Gasstroms
SCADA-naher automatisierter Anlagenbetrieb
Zyklische Performance Bewertung an unterschiedlichen Sorbentien
Desorptions- und Regenerationsversuche unterschiedlicher Sorbentien
Arbeitsbereich: 1-11 bar(a), -25 °C bis 250 °C
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CO2 Adsorption - Zyklen-Stresstest Schnelltest für zyklisch-thermische Adsorbentienstabilität
Rührkesselreaktor bis 5 L
Verbrennungskalorimeter (IKA C2000, IKA C200)
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Labor-Adsorptionsanlage (Foto: Florian Hammerich / OTH Regensburg) Simultanes Material Screening von mehreren unterschiedlichen Sorbentien
Untersuchung des dynamischen Sorptionsverhalten aus Gasen und zur katalytischen Gasreinigung
Gassorptions-Apparatur mit Ofentemperierung
Gasmischeinheit für binäre und ternäre Gasmischungen im Bereich ppm – 100%
Befeuchtung mit Wasserdampf, organische Lösungsmittel
flexible Ad-/Absorber und Reaktoren
Gassorptions-Apparatur mit doppelwandiger, thermostatisierter Kolonne
(neues Foto, TyraNOx Gehäuse)
Metallfreie Umsetzung für toxische / korrosive Gase
Gasmischeinheit für bis zu fünf Gasmischungen im Bereich ppm – 100 %
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Analytik
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BET-Oberfläche und Adsorptionscharakterisierung
BET-Oberfläche / Porengröße / Adsorptionsisothermen
Die BET-Analyse (nach Brunauer, Emmett und Teller) ist ein zentrales Messverfahren zur Bestimmung der spezifischen Oberfläche von porösen Festkörpern mittels Gasadsorption bei verschiedenen Temperaturen. Sie misst die adsorbierten Gasmoleküle, um Rückschlüsse auf Oberfläche, Porengröße und Porenvolumen zu ziehen, was für Katalysatoren, Pigmente und pharmazeutische Stoffe entscheidend ist.
Messsystem
- Sorptionsgerät: Belsorp MINI X (Microtrac Retsch GmbH)
- Hochpräzise volumetrische Gasadsorption zur Analyse von Mikro- und Mesoporen
Prozessdaten
- Temperaturbereich: ca. 77 K (LN₂) bis 473 K (mit Heizoption)
- Druckbereich: 0 – 1 bar (a) (je nach Gas und Messmodus)
- Messgenauigkeit Druck: im mbar-Bereich
- Probenmasse: typischerweise 50–500 mg
- Automatische Lecktests und Hintergrundkorrekturen
Messleistungen
- Bestimmung der spezifischen Oberfläche (BET-Methode)
- Messung von Adsorptionsisothermen verschiedener Sorbate:
N₂ bei 77 K (Standard für BET-Oberfläche); CO₂ bei 273–298 K (Mikroporenanalyse); Weitere Gase (Ar, Kr, CH₄ etc.) - Vergleich unterschiedlicher Sorbentien möglich
Messmöglichkeiten / Ausstattung
- Thermostatierte Messzelle inkl. drei Probenports
- Vakuumsystem zur Probenvorbehandlung
- Automatische Gasdosierung und Druckregelung
- Softwaregestützte Auswertung (BET, Langmuir, t-Plot, BJH, DFT)
- LN2-Dewar für Messungen bei 77K
- Wasserbad: 263 K – 343 K & Heizer: 323 K – 723 K
- Probenröhrchen in verschiedenen Volumina
- Gasanschlüsse und Verteiler für verschiedene Reinstoffgase
Visualisierung & Dokumentation
- Erstellung von Isothermen-Diagrammen und Auswertung in separatem Programm BELMaster
- Beispiel: CO₂-Isothermen an Lewatit-Sorbent bei 50°C und 70°C
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- Spektrometrie: UV/Vis-Photometer, FT-IR, IR-Mikroskop
- Gaschromatographie: GC/MS, Headspace-GC
- Gasanalysatoren (NOx, CO, CO2, Ozon)
- 6 automatisierte Titrator-Stationen mit unterschiedlichen Arbeits- und Referenz-Elektroden
- Feuchtebestimmung
- TOC/TIC/TC-Analysator
- Graphitrohrofen-AAS für Schwermetall-Spurenanalytik
- Ionenchromatographie
- Wasser- und Abwasseranalytik, u.a. Multiparameter-Photometer, pH-Wert, Leitfähigkeit
- nasschemische und maßanalytische Untersuchungen nach gängigen Normen und Richtlinien, z.B. in der Wasser-/Abwasser- und Baustoffanalytik
Team
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Philipp Keil
Lehrkraft für besondere Aufgaben: Dr. Eva-Christina Rosenhammer
Werkmeister: Thomas Zimmerer
Wissenschaftliche Mitarbeiterin / Doktorandin: Karmen Alkildani
Wissenschaftliche Mitarbeiterin / Doktorandin: Sabrina Schweiger
Wissenschaftlicher Mitarbeiter / Doktorand (Adsorptionstechnologie / CCSU): Emir Osmic, M.Sc
Wissenschaftlicher Mitarbeiter / Doktorand (Modellierung von Adsorptionsprozessen / CCSU): Dennis Neu, M.Sc.