Modeling and Predicting Adsorption processes in Porous Media

Um Trennprozesse zu verbessern oder die Effizienz von Reinigungs- und Filtersystemen zu steigern, müssen innovative Materialien und optimierte Strukturen entwickelt werden. Oft liegt das größte Verbesserungspotenzial in kleinen Details – insbesondere in der dreidimensionalen Mikrostruktur poröser Materialien. Adsorbenzien wie Aktivkohlen, Zeolithe, Schaumstoffe und funktionalisierte Verbundwerkstoffe zeichnen sich durch komplexe Porennetzwerke aus, die auf unterschiedliche Weise konstruiert und hergestellt werden können. Um zu verstehen, wie diese Mikrostrukturen die Adsorptionskapazität, Selektivität und das Transportverhalten beeinflussen, sind in der Regel umfangreiche experimentelle Tests erforderlich. Viele relevante Adsorptionseigenschaften auf Porenebene sind jedoch äußerst schwierig, zeitaufwändig oder sogar unmöglich direkt im Labor zu messen.

Mit digitalen Materialmodellierungs- und Simulationswerkzeugen können mikrostruktur-abhängige Adsorptionseigenschaften anhand detaillierter 3D-Modelle poröser Medien analysiert, simuliert und vorhergesagt werden. Die Simulationsergebnisse unterstützen den Entwicklungsprozess, indem sie zu einem besseren Verständnis der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen beitragen, die Materialleistung optimieren und limitierende Faktoren wie Diffusionsbeschränkungen oder unvollständige Porenzugänglichkeit identifizieren. Eine digitale Simulationsumgebung liefert neue Erkenntnisse über Mikrostrukturen und Transportphänomene. Sie ist entscheidend für die Entwicklung effizienter und nachhaltiger Adsorptionsmaterialien und -prozesse. Und das ganz ohne die Herstellung eines einzigen Prototyps.
 

Jetzt anmelden