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Optimierung von Elektrolyseprozessen

  Bearbeiter: V. Schulz , I. Bremer  

Kooperation: J. Deconinck (Freie Universit�t Br�ssel, Belgien)

Beschreibung der Forschungsarbeit:

Produkte der Elektrochemie finden vielfältigen Einsatz - angefangen von Metallbeschichtungen bis hin zu Elektrolytlösungen für die Elektro- und Autoindustrie. Die numerische Behandlung elektrochemischer Prozesse steht dabei insbesondere im Bereich Parameterschätzung und Prozessoptimierung noch am Anfang.


\parbox{0.675\textwidth}{\begin{figure}

\ProjektEPSbildNocap {0.9\textwidth}{elyse1.eps}
\end{figure}}Bei der Modellierung finden die folgenden Gesetzm��igkeiten Beachtung: die Gleichung f�r den Flux, der sich aus den Anteilen der Konvektion, der Diffusion und der Ionenmigration, bedingt durch das elektrische Feld, zusammensetzt (1), die Stromdichteverteilung (2), das Massenerhaltungsgesetz (3), die Poisson-Gleichung (4), die Kontinuitätsgleichung (5) und das 2. Newton'sche Gesetz.

Zur Vervollst�ndigung dieses Systems von partiellen Differentialgleichungen werden noch Randbedingungen an den Elektroden und den Gef��grenzen formuliert.

Insbesondere die Randbedingungen an den Elektroden f�hren auf hochgradige Nichtlinearit�ten. Es wurden erste Voruntersuchungen zur Parametersch�tzung und Prozessoptimierung in diesem wirtschaftlich sehr bedeutenden Anwendungsgebiet durchgef�hrt.


Projektliteratur:

  1.  J. DECONINCK, L. BORTELS, B. VAN DEN BOSSCHE, Transport in dilute solutions - the theory behind - , VUB, Technical Report 2, 1993.
  2.   R. HOLZE, Leitfaden der Elektrochemie, Teubner Studienbücher: Chemie, B. G. Teubner, Stuttgart, Leipzig, 1998.
  3.  I. RUBINSTEIN, Electro-Diffusion of Ions, SIAM Stud. Appl. Math., 11 (1990).


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LaTeX typesetting by I. Bremer
1/16/2001