Arbeitsgebiete

Die Arbeitsgebiete an der Professur lassen sich thematisch voneinander abgrenzen und werden im Folgenden kurz vorgestellt.

Spektroskopie und thermische Charakterisierung

Ansprechpartner: Dr. Maja Glorius

Die Arbeitsgruppe Spektroskopie und thermische Charakterisierung beschäftigt sich mit der Untersuchung von Sorptionsvorgängen von Gasen und Flüssigkeiten an Oberflächen von porösen Materialien, der Untersuchung von Phasenumwandlungen sowie der Bestimmung von Stoffgrößen wie Wärmekapazität, Schmelzenthalpien und Wärmeleitfähigkeiten. Für die Charakterisierung dieser Vorgänge stehen uns verschiedene Messgeräte zur Verfügung wie ein FTIR-Spektrometer mit umfangreicher Ausstattung (ATR-Zellen, DRIFTS-Zellen, Hoch- und Tieftemperaturmessungen), eine Thermowaage mit Abgasanalyse, Messgeräte zur Gassorption (BET und N₂-BET), ein Calvet-Kalorimeter, ein Heiztischmikroskop, eine Klimakammer und eine Anlage für die makrokinetische Adsorption sowie für die temperaturprogrammierte Ammoniak-Desorption (TPAD).

Transiente Methoden

Ansprechpartner:  Dr.-Ing. Constantino Grau

In der Arbeitsgruppe für transiente Methoden untersuchen und charakterisieren wir zeitabhängige Phänomene wie Diffusion, Adsorption, Wärmeübertragung und Strömungsdynamik. Zu unseren zentralen Charakterisierungstechniken zählen die Frequency‑Response‑Analyse (FR) zur Untersuchung von Gas‑/Porenmedien‑Diffusion und Adsorption sowie die Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) zur Analyse von Diffusions‑, Adsorptions‑, Reaktions‑ und Transportprozessen in Flüssigkeiten und Festkörpern. Darüber hinaus verfügen wir über ausgewiesene Expertise in der Multiphysik‑Simulation, insbesondere zu grundlegenden Prozessen wie Oberflächendiffusion, Adsorption, Wärmeübertragung, Mehrphasenströmungen und bewegten Grenzflächen.

Molekülbasierte theoretische Methoden

Ansprechpartner: Dr. Tommy Lorenz

Dieses Arbeitsgebiet beschäftigt sich u.a. mit der Stoffdatenermittlung unter Verwendung von Rechenverfahren und Simulationsmethoden auf atomarer und molekularer Skala. Dabei stehen sowohl Gleichgewichtszustände als auch nicht-Gleichgewichts- und Transportprozesse im Fokus, die sich z.B. mittels Molekulardynamik- oder Monte Carlo-Simulationen behandeln lassen. Neben Methoden der statistischen Thermodynamik finden dabei vor allem ab initio- sowie empirische und semi-empirische Verfahren Anwendung.
Am Lehrstuhl für Thermodynamik werden auf diese Weise u.a. Gas-Feststoff-Wechselwirkungen in Gashydraten (Speichermedien) und Katalysatoren untersucht. Ein weiteres Forschungsgebiet ist die Berechnung von strukturellen, thermischen und mechanischen Eigenschaften von Festkörpern und Polymeren sowie die Parameterermittlung für thermische Zustandsgleichungen und die Untersuchung und Beschreibung von Phasenstabilitäten und -gleichgewichten.

Thermische Energiemaschinen und Arbeitsfluide (sCO₂)

Ansprechpartner: Dr.-Ing. habil. Andreas Jäger

Die Arbeitsgruppe Thermische Energiemaschinen und Arbeitsfluide (sCO₂) befasst sich mit der Systemintegration von thermischen Energiemaschinen und Anlagenkomponenten, wie zum Beispiel Wärmeübertragern, in Prozesse und Systeme der thermischen Energietechnik. Zudem wird untersucht, wie sich durch neue Arbeitsfluide die Effizienz von energietechnischen Prozessen und deren Komponenten steigern lässt, wobei ein besonderer Fokus auf Kraftwerksprozessen mit überkritischem CO₂ liegt (suCOO-Lab). Weiterhin werden in der Arbeitsgruppe Modelle für thermodynamische Stoffdaten und Transportgrößen von Gemischen sowie Phasengleichgewichtsalgorithmen entwickelt und für die Optimierung energietechnischer Prozesse eingesetzt.

Die Arbeitsgruppe SustainING beschäftigt sich mit der Beziehung zwischen Technik und Nachhaltigkeit. Sie betrachtet ingenieur-/technikwissenschaftliche Forschungs-, Entwicklungs- und Anwendungsprozesse im Spannungsfeld gesellschaftlicher, ökologischer und ökonomischer Zusammenhänge, erörtert die Rolle von Technik und die Verantwortung von Ingenieur:innen im Kontext lokaler und globaler Krisen sowie notwendiger Transformationsprozesse. Konkret geht es um Themen wie z.B. die nachhaltige Entwicklung und Nutzung von KI, Möglichkeiten einer sozial gerechten Energiewende, Potenziale und Grenzen der Dekarbonisierung von Industrie und Verkehr, die Gefahr des „Green Washings“ sowie das Berufsbild und die ingenieurwissenschaftliche Fachkultur, einschließlich eingeschriebener Geschlechter-/Männlichkeitsbilder. Anhand von Ansätzen und empirischen Studien aus der feministischen Wissenschafts- und Technikforschung, den Environmental & Energy Humanities, den Critical Data Studies, den Klima- und Umweltwissenschaften werden Macht-, Hierarchie- und Ungleichheitsverhältnisse thematisiert und anhand konkreter Fallbeispiele mit Methoden der Design- und Transformationsforschung bearbeitet. Ziel ist, über die stärkere Integration gesellschaftlicher und ökologischer Perspektiven, insbesondere in die Lehre, die aktuell stark technik-ökonomisch ausgerichtete sowie männlich geprägte Fach- und Forschungskultur zu erweitern und zu einer sozial- und umweltverantwortlichen Ingenieurwissenschaft und Technikentwicklung beizutragen. Dazu werden fachbezogene und fachübergreifende Formate für verschiedenen Zielgruppen entwickelt und angeboten.

SustainING. Sozial- und umweltgerechte Ingenieurwissenschaften

Ansprechpartner: Dr. phil. Sandra Buchmüller

Die Arbeitsgruppe SustainING beschäftigt sich mit der Beziehung zwischen Technik und Nachhaltigkeit. Sie betrachtet ingenieur-/technikwissenschaftliche Forschungs-, Entwicklungs- und Anwendungsprozesse im Spannungsfeld gesellschaftlicher, ökologischer und ökonomischer Zusammenhänge, erörtert die Rolle von Technik und die Verantwortung von Ingenieur:innen im Kontext lokaler und globaler Krisen sowie notwendiger Transformationsprozesse. Konkret geht es um Themen wie z.B. die nachhaltige Entwicklung und Nutzung von KI, Möglichkeiten einer sozial gerechten Energiewende, Potenziale und Grenzen der Dekarbonisierung von Industrie und Verkehr, die Gefahr des „Green Washings“ sowie das Berufsbild und die ingenieurwissenschaftliche Fachkultur, einschließlich eingeschriebener Geschlechter-/Männlichkeitsbilder. Anhand von Ansätzen und empirischen Studien aus der feministischen Wissenschafts- und Technikforschung, den Environmental & Energy Humanities, den Critical Data Studies, den Klima- und Umweltwissenschaften werden Macht-, Hierarchie- und Ungleichheitsverhältnisse thematisiert und anhand konkreter Fallbeispiele mit Methoden der Design- und Transformationsforschung bearbeitet. Ziel ist, über die stärkere Integration gesellschaftlicher und ökologischer Perspektiven, insbesondere in die Lehre, die aktuell stark technik-ökonomisch ausgerichtete sowie männlich geprägte Fach- und Forschungskultur zu erweitern und zu einer sozial- und umweltverantwortlichen Ingenieurwissenschaft und Technikentwicklung beizutragen. Dazu werden fachbezogene und fachübergreifende Formate für verschiedenen Zielgruppen entwickelt und angeboten.