Untersuchung des Reaktionsmechanismus der Ammoniakoxidation unter besonderer Berücksichtigung von Bildung und Abbau von NOx und N2O

Ammoniak hat ein großes Potenzial als kohlenstofffreie Alternative zu fossilen Brennstoffen im Schifffahrtssektor. Um die Emissionen von NOx, unverbranntem NH3 und N2O aus dem Abgas eines neuartigen Ammoniakmotors zu minimieren, ist ein besseres Verständnis der ablaufenden Reaktionen erforderlich.

Ziel:

Ziel der Masterarbeit ist die Entwicklung eines 1D-Modells für den Reaktionsmechanismus der Ammoniakoxidation unter Verwendung eines Plug-Flow-Reaktormodells. Der Reaktionsmechanismus soll die Bildung und den Abbau von Stickoxiden (NOx) sowie von Lachgas (N2O) in Abhängigkeit von Gaszusammensetzung und -Bedingungen berücksichtigen. So muss das Modell in der Lage sein, den Einfluss von mageren und fetten Bedingungen sowie von verschiedenen Kraftstoffbeimischungen (z. B. die Anwesenheit von Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffen) auf den aktiven Reaktionsweg vorherzusagen. Zur Kalibrierung und Validierung des Modells sollen am LEC verfügbare experimentelle Daten sowie Daten aus der Literatur verwendet werden.

Aufgaben:

Literaturrecherche und Bewertung verfügbarer detaillierter kinetischer Mechanismen
Einarbeitung in Cantera (Open-Source-Tool zur Simulation von chemischer Kinetik, Thermodynamik und Transportprozessen)
Implementierung des Plug-Flow-Reaktormodells in Cantera und Validierung des 1D-Modells mit experimentellen Daten
Sensitivitätsanalyse und Vereinfachung des Reaktionsmechanismus
Verfassen der Masterarbeit

Beginn: Ab sofort

Dauer: ca. 6 Monate

Kontakt:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Nicole Wermuth, +43 (316) 873-30087, nicole.wermuth@lec.tugraz.at

Dr. Ramin Mehrabian, +43 (316) 873-30096, ramin.mehrabian@lec.tugraz.at