Keramiken und Keramikkombinationen zur Feinstpartikelabscheidung mit Hilfe thermisch induzierter Potentialfelder und Elektronenemissionen

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Die Abscheidung von Feinstpartikeln aus heißem Rauchgas ist entscheidend für die Vergasung von Kohle und Biomasse sowie für den Bau fortschrittlicher Kohlekraftwerke. Ein Druckverlust oder eine Temperaturabsenkung des Rauchgases, wie sie bei herkömmlichen Keramikfiltern erforderlich ist, verringert den thermodynamischen Wirkungsgrad und sollte vermieden werden. In dieser Arbeit wurden die elektrochemischen Eigenschaften verschiedener Keramiken und deren Kombinationen untersucht, basierend auf dem AiF-Projekt 275 Z. Die ausgewählten Materialien umfassen Aluminiumoxid, Ceroxid, Chromoxid, Magnesiumoxid und Zirkoniumoxid. Zusätzlich wurden Chromaluminiumoxid-Zirkoniumoxid-Mischkeramik, Titandioxid und Siliziumcarbid analysiert. Die Leitfähigkeit und die Ladungsträger im Temperaturbereich von 800 °C bis 1500 °C wurden durch impedanzspektroskopische Messungen bestimmt, ebenso wie die thermoelektrischen Potentialdifferenzen. Die Austrittsarbeiten der Keramiken wurden durch die kontaktlose Bestimmung der Luftleitfähigkeit über den Keramiken ermittelt, beeinflusst durch thermisch austretende Elektronen. In Zusammenarbeit mit dem KIT wurden Keramikproben im Temperaturbereich von 900 °C bis 1300 °C mit einem titandioxidhaltigen Aerosol beschickt, um die Aufladung der Partikel und deren Abscheidung in elektrischen Feldern zu messen. Siliziumcarbid und die Kombination aus Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid zeigten die besten Ergebnisse, was