Record #255192 - GSI Repository

DFG project G:(GEPRIS)327886311

SFB 1316: Transiente Atmosphärendruckplasmen - vom Plasma zu Flüssigkeiten zu Festkörpern

Coordinator	Professor Dr. Achim von Keudell
Grant period	2018 -
Funding body	Deutsche Forschungsgemeinschaft
	DFG
Identifier	G:(GEPRIS)327886311

Note: Das Hauptziel des Sonderforschungsbereichs (SFB) ist die Realisierung flexibler Energie- und masseneffizienter Stoffumwandlungssysteme durch die Kombination von Nichtgleichgewichts-Atmosphärendruckplasmen mit Katalyse, Elektrolyse und Biokatalyse. Nichtgleichgewichts-Atmosphärendruckplasmen ermöglichen variable Systeme unterschiedlicher Größe und Skalierung, die flexible Lösungen als Baustein für die Nutzung erneuerbarer Energien in dezentralen Szenarien bieten. Aufgrund der relativ niedrigen Temperatur dieser Plasmen sind sie für die Interaktion mit verschiedenen Oberflächen geeignet. Darüber hinaus ermöglicht der Nicht-Gleichgewichtscharakter chemische Reaktionen, die sich von der bekannten Chemie im thermischen Gleichgewicht unterscheiden und neue Wege für Katalyse und Elektrolyse eröffnen. Der SFB befasst sich mit verschiedenen gesellschaftlichen und technologischen Herausforderungen, die von der Energieumwandlung (Solartreibstoffe, CO2-Gewinnung, Photokatalyse) über den Gesundheitsbereich (Entfernung flüchtiger organischer Verbindungen aus Luftströmen) bis hin zur Biotechnologie (plasmagestützte Biokatalyse) und zur Chemie (Bottom-up-Synthese von kleinen Molekülen zu wertvollen Chemikalien) reichen. Dfür wird Fachwissen aus verschiedenen Forschungsbereichen, darunter Plasmaphysik, Oberflächenphysik, Chemie, Biotechnologie und Ingenieurwesen, zusammengeführt. Der SFB ist in zwei Projektbereiche A und B unterteilt: (i) Projektbereich A "Transiente Plasmen" zielt auf die Grundlagen nichtgleichgewichtiger transienter atmosphärischer Plasmen auf Zeitskalen zwischen Nanosekunden und Sekunden für die verschiedenen physikalischen Systeme von der Plasmaanregung auf der Nanosekundenskala bis zur Entwicklung von Strömungsmustern auf der Millisekundenskala; (ii) Projektbereich B "Plasma-Flüssigkeit-Festkörper-Grenzflächen" befasst sich mit den Grundlagen nichtgleichgewichtiger transienter atmosphärischer Plasmen auf räumlichen Skalen zwischen Nanometern und Millimetern für die verschiedenen physikalischen Systeme, die von reaktiven Oberflächenstrukturen in Nanometergröße bis zu Plasmen in Flüssigkeiten auf der Mikrometerskala reichen. Beide Projektbereiche sind eng miteinander verknüpft, da in beiden Fällen die transienten Prozesse auf sehr unterschiedlichen Längenskalen eine wichtige Rolle spielen. In den ersten beiden Förderperioden wurden Einblicke in die Anregung von Plasmaspezies und deren Wechselwirkung mit Oberflächen gewonnen und verschiedene Synergien zwischen Plasmakatalyse, Plasmalelektrolyse und plasmagestützter Biokatalyse identifiziert. Während Radikale die Reaktionschemie dominierten, zeigten katalytische Oberflächen einen signifikanten Einfluss auf die plasmagestützte Gasumwandlung. Für die weitere Forschung werden Post-Plasma-Katalyseschemata berücksichtigt. Es sind eine Konsolidierung der Grundlagen und der Modellierungsansätze und Prototypen für größere Anlagen geplant.

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Record created 2023-01-19, last modified 2026-03-03

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