Diese Arbeit behandelt die Synthese und Charakterisierung von oxidfreien Nanopartikeln der Seltenerdmetalle. Es wird eine Lithium-Naphthalenid-basierte Flüssigphasensythese vorgestellt, welche die Darstellung einheitlicher Nanopartikel ausgewählter Seltenerdmetalle ermöglicht. Die Größe, Zusammensetzung und Oberflächenfunktionalisierung der erhaltenen Nanopartikel wird hierbei durch unterschiedliche mikroskopische und spektroskopische Methoden untersucht. Des Weiteren wird die hohe Reaktivität dieser Metall-Nanopartikel anhand von Folgereaktionen mit anorganischen und organischen Reaktanden verdeutlicht und die Darstellung neuer Verbindungen durch Ausnutzung und Kontrolle der Reaktivität behandelt. Die synthetisierten Verbindungen veranschaulichen den breiten Einsatzbereich der Nanopartikel als Ausgangssubstanzen.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Die Nutzung von Niederenthalpiewärme zur Stromerzeugung bzw. der geothermischen Stromerzeugung aus Niederenthalpievorkommen weist Besonderheiten im Vergleich zur konventionellen Kraftwerkstechnologie auf. Es erfolgt ein Technologievergleich mit objektiven Bewertungsgrößen. Dabei werden ORC- und Kalina-Prozesse in unterschiedlichen Ausführungen und unter Verwendung verschiedenen Arbeitsfluide betrachtet. Die Rückkühlung der Kraftwerksprozesse beeinflusst den Wirkungsgrad bei allen Prozessen deutlich. Es wird weiterhin der Einfluss von Frischdampfdrücken, Turbinenwirkungsgrad und geologischen Randbedingungen betrachtet. Die Ergebnisse der Optimierungen lassen sich auf die Nutzung anderer Wärmeströme niedriger Temperaturen, wie z. B. bei der Abwärmeverstromung, übertragen.
The use of low-enthalpy heat for power generation and the use of low-enthalpy geothermal resources are different compared to conventional power plant technologies. Therefore, a technology benchmark for a number of process layouts for ORC and Kalina cycles with different options of working fluids is shown. In all cases the power plant cooling has a direct impact on the efficiency. Beside this the impact of fluid pressure, turbine efficiency and geological conditions is part of the analysis. The results of the optimisation can be used for optimisation of other heat sources like power generation based on waste heat, too.
Aktualisiert: 2021-04-20
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Ammonothermale Syntheseverfahren eignen sich zur Herstellung von einer Vielzahl funktioneller Nitride. Um ein besseres Verständnis der in ammonothermalen Druckbehältern ablaufenden physikalischen und chemischen Vorgänge zu erlangen, wurden Röntgen-basierte Messmethoden zur in situ Beobachtung der ablaufenden Vorgänge entwickelt. Technologische Aspekte der Anlagengestaltung werden im Detail beschrieben und diskutiert. Darüber hinaus umfasst die Arbeit ein breites Spektrum erster wissenschaftlicher Erkenntnisse, welche mit Hilfe der entwickelten Verfahren erzielt wurden.
Auf technologischer Seite beinhaltet die Arbeit den Aufbau integrierter Anlagen für Röntgenmessungen und ammonothermale Experimente bei Temperaturen bis 600 °C und Drücken bis 300 MPa (2D-Röntgenabbildung und Röntgenbeugung). Dies umfasst auch eine Untersuchung der chemischen Beständigkeit von potentiell als Röntgenfenster geeigneten Werkstoffen in ammonothermalen Reaktionsmedien. Weiterhin wurde eine drehbare Durchführung für ammonothermale Prozessbedingungen entwickelt.
Die Ergebnisse der in situ Röntgenmessungen umfassen Daten zur Auflösungskinetik und Löslichkeit der Nitride GaN und ZnGeN2 sowie zu Konzentrationsänderungen und Transportprozessen gelöster Stoffe. Erstmals werden hierdurch in situ Einblicke in die Kinetik der ablaufenden Prozesse erhalten. Mittels in situ Röntgenverfahren sind zudem Dichteänderungen und Phasenübergänge des Fluids beobachtbar. Ergänzend zu den Röntgen-basierten Messverfahren wurden lokale Messungen der Fluidtemperatur durchgeführt. Diese bieten Einblicke in den konvektiven Wärmetransport. Darüber hinaus sind chemische Prozesse verfolgbar, sofern sie mit Enthalpieänderungen bzw. lokalen Temperaturänderungen einhergehen.
Aktualisiert: 2020-01-27
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Es wurde ein mathematisches Modell zur Beschreibung der Transportvorgänge beim Niederdruckcarbonitrieren mit Ammoniak und Acetylen entwickelt. Am Beispiel des Einsatzstahls 18CrNi8 kann gezeigt werden, dass die Konzentrationsprofile von Kohlenstoff und Stickstoff, sowie der Ammoniakabgasanteil gut bis befriedigend wiedergegeben werden. Basierend auf der Modellierung konnten erste Simulationsrechnungen zur Optimierung des Wärmebehandlungsprozesses durchgeführt werden. A mathematical model has been developed for the description of the transport process for low-pressure carbonitriding with ammonia and acetylene. As an example the case hardening steel 18CrNi8 was used. It can be shown that the concentration profiles of carbon and nitrogen as well as the ammonia exhaust gas concentration are described well. Based on the modelling, first simulation runs could be carried out for further optimization of the heat treatment process.
Aktualisiert: 2021-02-11
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