OptiSORP: Optimale Versuchsplanung zur kosteneffizienten Vermessung von Sorptionsgleichgewichten

 

Hintergrund

Ein Kernelement der Energiewende ist die Energieeffizienzsteigerung durch Abwärmenutzung. Die Nutzung von häufig vorhandener Niedertemperaturabwärme (< 70 °C) ist besonders herausfordernd, kann aber von Adsorptionssystemen realisiert werden. Die Effizienz abwärmegetriebener Adsorptionssysteme hängt maßgeblich von den Gleichgewichtseigenschaften des Arbeitspaares ab, worüber genauste Kenntnisse nötig sind. Die genauste Gleichgewichtvermessung erfolgt mittels einer thermogravimetrischen Analysewaage. Jedoch ist das Messverfahren langsam und die vollständige Vermessung eines Arbeitspaares kann Wochen benötigen.

 

Zielsetzung

Die Messdauer kann deutlich durch die Reduktion von Messpunkten verringert werden. Hierfür ist die optimale Versuchsplanung geeignet, die Messpunkte mit höchstem Informationsgehalt hinsichtlich definierter Aufgabestellungen identifiziert. Die relevanten Aufgabenstellungen für Adsorptionsgleichgewichte sind die automatische Auswahl sowie die genaue Parametrierung des geeignetsten Gleichgewichtmodells. Mittels in-silico Experimenten haben wir bereits die Anwendbarkeit der optimalen Versuchsplanung und reduzierten die benötigte Messpunkte bis zu 67 % gegenüber dem klassischen Vorgehen theoretisch demonstriert. Die experimentelle Validierung des entwickelten Algorithmus steht jedoch noch aus. Daher sollen in diesem Projekt Validierungsmessungen durchgeführt werden, um zu prüfen, ob sich der Messaufwand für Adsorptionsgleichgewichtsmessungen auch praktisch reduzieren lässt.