Record #260323 - GSI Repository

DFG project G:(GEPRIS)419896563

Untersuchung von porösen Nanopartikelstrukturen unter Beleuchtung für die Anwendung als Gassensoren

Coordinator	Dr. Nicolae Barsan ; Professor Dr.-Ing. Lutz Mädler
Grant period	2019 - 2023
Funding body	Deutsche Forschungsgemeinschaft
	DFG
Identifier	G:(GEPRIS)419896563

Note: Unsere Langzeitvision "Photologic" ist die Realisierung eines einfachen und kompakten Sensordevice, welches bei Raumtemperatur betrieben wird und die eindeutige Detektion unterschiedlicher Gase in einem Gasgemisch ermöglicht. Das Konzept basiert auf einer gestapelten mehrschichtigen Nanopartikelstruktur unter Beleuchtung, bei der einzelne Schichten selektiv mit geeigneten Wellenlängen aktiviert werden.Während kommerzielle resistive Gassensoren alle bei Temperaturen um 300°C betrieben werden, sind die Auswirkungen der Beleuchtung auf poröse Nanopartikelschichten völlig unterschiedlich und müssen für die Gassensorik und andere (photo-) katalytische Prozesse in porösen Partikelstrukturen grundlegend verstanden werden.Im Gegensatz zu einem Sensor mit konstanter Temperatur, bei der die Sensoreigenschaften über die Partikelschicht homogen sind, nimmt die Lichtintensität innerhalb einer beleuchteten Schicht gemäß dem Lambert-Beer-Gesetz ab. Somit hängen die Sensoreigenschaften von der tatsächlichen Position innerhalb der Schicht ab. Ziel unseres Antrags ist es, grundlegend zu verstehen, wie sich diese inhomogene Beleuchtung innerhalb der porösen Partikelschicht verbreitet und wie dies die Mechanismen der Gasdetektion im Vergleich zu den bekannten Effekten in beheizten Sensoren beeinflusst. Durch die Kombination von Experimenten und Simulationen mit Hilfe der Diskreten-Element-Methode (DEM) erwarten wir signifikante Einblicke in die Auswirkungen der Beleuchtung auf der Nanopartikelskala. Diese strukturelle Information würde das Verständnis der Prozesse in porösen Nanopartikelschichten unter Beleuchtung erheblich verbessern. Das erlangte Wissen ermöglicht ein Proof-of-Concept unseres Photologic Devices.

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Record created 2023-01-19, last modified 2024-09-28

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