Nikolas Jacobsen

Werdegang

Forschungsprojekt

Der einwertige Alkohol Methanol zählt mit einer weltweiten Jahresproduktion von 30 Millionen Tonnen zu den wichtigsten Basischemikalien. Verwendung findet Methanol insbesondere bei der Herstellung von Formaldehyd oder in dem industriell bedeutenden Monsanto-Prozess zur Herstellung von Essigsäure. Vielversprechend ist auch, aufgrund der einfachen Handhabung und der geringen Kosten des Alkohols, die Methanol-Brennstoffzelle (DMFC) als Energiequelle.
Aufgrund des breiten Anwendungsgebiets von Methanol ist in den nächsten Jahren mit einer steigenden Nachfrage zu rechnen. Aus diesem Grund ist es wichtig neue, effektivere und kostengünstigere Synthesewege für die Methanolherstellung zu erschließen. Insbesondere wird das, aus der Industrie bekannte, ICI-Verfahren, bei welchem der Alkohol über eine Cu/ZnO-katalysierte Umsetzung von Synthesegas hergestellt wird, verwendet.  Mitunter ausschlaggebend für die Ausbeute und die Selektivität dieses Reaktionssystems sind die Eigenschaften der verwendeten Katalysatoren.  Es ist somit erforderlich auch die Synthese, der Cu/ZnO-Systeme, welche in diesem Fall durch Co-Fällung hergestellt werden, zu optimieren. Untersuchungen der Arbeitsgruppe Topsoe zeigten, dass durch Variation von Prozessparametern wie pH-Wert, Temperatur und Verweilzeit, die Größe, Struktur und Form der Katalysatoren beeinflusst werden können. Am Lehrstuhl I für Technische Chemie werden verschiedene Reaktorsysteme verwendet, um die oben genannten Prozessparameter zu verändern.  Zum jetzigen Zeitpunkt werden Untersuchungen an Mikromischern und an Sprühtrocken-Anlagen durchgeführt. Des weiteren soll unter anderem als Konzept das Phänomen der Kavitation und dessen Einfluss auf die Katalysatorpräparation, sowie die Verwendung eines Spinning Disk Reactors (SDR) untersucht werden.
Unter Kavitation versteht man den komplexen Vorgang der Bildung und des schlagartigen Zusammenfalls dampfgefüllter Hohlräume (lat.: cavitas) in strömenden Flüssigkeiten. Hierbei entstehen im Inneren der kollabierenden Dampfblasen extrem hohe Drücke und Temperaturen, sowie Mikrojets nach dem Zusammenfall der Blase. Diese einzigartigen Reaktionsbedingungen könnten beim Einsatz in der Katalysatorsynthese zu völlig neuartigen Cu/ZnO-Strukturen führen.