Modellutveckling för heterogena katalytiska reaktorer
Forskningsprojekt , 2012 – 2014

Det finns ett ökande intresse för att använda så kallade mikrokinetiska metoder för att modellera heterogena katalytiska reaktioner. Dessa metoder ger detaljerade kinetiska modeller som syftar till att kvantifiera hastigheten av varje steg i de komplexa nätverk av reaktioner som äger rum i en katalytisk reaktor. Parametrarna i dessa modeller anpassas till experimentella data bestående av ett urval av variabler. De utförda experimenten och urvalet av variabler utgör den experimentella volymen. Fördelarna med den här typen av detaljerade modeller är att om nätverken av steg är korrekt är det troligare att den kinetiska modellen mer korrekt kan förutsäga den katalytiska reaktionens beteende utanför den experimentella volymen och under icke stationära förhållanden. Förenklat uttryckt, ger de här modellerna en bättre grund att bygga vidare på än mer komplexa modeller av katalytiska reaktorer. En stor del av forskningen gällande heterogena (solid) katalytiska reaktorer är experimentellt baserad, dvs katalysatorns aktivitet undersöks vid varierande förhållanden, till exempel temperatur och koncentration av reaktanter. Kinetiska modeller för katalysatorer utvecklas via ovan nämnda experiment. Ett av målen med det föreslagna projektet är att också göra tvärtom, i.e. använda mikrokinetiska modeller för att föreslå effektivare försök i syfte att öka förståelsen av det nätverk av reaktioner som äger rum eller funktionen av det katalytiska materialet. Ett annat mål är att förbättra användningen av parametrar framtagna/uppskattade vid kinetiska modeller som erhållits ur andra former av modellering på atomnivå. Vi planerar också att använda vissa/särskilda experimentella tekniker för att kunna identifiera reaktionsintermediärerna på den fasta katalysatorn för att kinetisk modellering. Med projektets approach kan man betrakta kinetikmodellen som en ?prototyp? för förståelsen av reaktionsmekanismen som ständigt utvecklas med ny kunskap men också kan användas för att planera nya försök. På så sätt kan kinetiska modeller bli ett viktigt verktyg för att studera katalytiska reaktioner eftersom dom ger en kvantitativ bild av hur katalysatorn fungerar. En kraftigare kvantitativ förståelse av hur en katalysator fungerar är viktigt vid utveckling av nya katalysatorer och nya katalytiska processer.

Deltagare

Derek Creaser (kontakt)

Biträdande professor vid Chalmers, Kemi och kemiteknik, Kemiteknik, Kemisk reaktionsteknik

Muhammad Mufti Azis

Forskare vid Chalmers, Kemi och kemiteknik, Kemiteknik, Kemisk reaktionsteknik

Hanna Härelind

Professor vid Chalmers, Kemi och kemiteknik, Tillämpad kemi, Teknisk ytkemi

Finansiering

Vetenskapsrådet (VR)

Finansierar Chalmers deltagande under 2012–2014

Relaterade styrkeområden och infrastruktur

Transport

Styrkeområden

Publikationer

Mer information

Projektet på Chalmers webb

http://www.chalmers.se/sv/projekt/Sidor/Mo...

Senast uppdaterat

2017-12-08