Alexander Keller

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Dipl.-Ing. Alexander Keller

FB Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Lehrstuhl für Thermodynamik
Technische Universität Kaiserslautern
Erwin-Schrödinger-Straße 44
Gebäude 44/554
67663 Kaiserslautern

Tel.: +49(0)631 205-4008
Fax: +49(0)631 205-3835

E-Mail: alexander.keller[at]mv.uni-kl.de

Projektbeschreibung

Rechnergestützer Verfahrensentwurf zur Gewinnung von ionischen Wertstoffen aus Wasserströmen

Ziel des Projektes ist, ein vorhandenes Modell zur Simulation von Salzlösungen auf unterschiedliche natürliche, als auch künstlich hergestellte Beispiele anzuwenden und aufzuzeigen, welches wirtschaftliche Potential eine Ausfällung der Salze birgt. Dafür müssen eine Reihe von Stoffdaten ermittelt werden, die in die Simulation eingepflegt werden. Anhand des damit erhaltenen Modelles können in Zukunft unterschiedliche Prozesse im Zusammenhang mit Salzausfällungen aus Wasserströmen simuliert und ausgelegt werden.

Fluidzerstäubung und Verdampfung bei der Nanopartikelsynthese in Sprayflammen

Die Sprayflammensynthese ist ein flexibles Verfahren zur Herstellung von Nanopartikeln. Ausgangsmaterial sind Prekursoren, meist Metallsalze, in organischer Lösung, wobei das Lösungsmittel gleichzeitig der Brennstoff ist. Ziel des Projekts ist es, das Wissen über die physikalischen Vorgänge in den ersten Schritten der Sprayflammensynthese so zu erweitern, dass eine modellbasierte Auslegung des Verfahrens möglich wird. In dem dabei verfolgten Ansatz verbinden sich die thermodynamische und strömungsmechanische Modellbildung und Simulation mit komplementären Experimenten, so dass sich ein detailliertes und realistisches Gesamtbild des betrachteten Abschnitts des Prozesses ergibt. Insbesondere werden erstmals alle zur Beschreibung der Vorgänge erforderlichen Stoffdaten in hoher Qualität zur Verfügung stehen. Hierzu erfolgen experimentelle Untersuchungen der interessierenden organischen Elektrolytlösungen. Angesichts der großen Vielfalt potenziell interessanter Kombinationen aus Prekursoren und Lösungsmitteln werden auch Vorhersagemethoden für Stoffdaten entwickelt und getestet. Zusätzlich wird das Verdampfen und Verbrennen der Tröpfchen in gezielten Experimenten untersucht. Die experimentellen Daten fließen in die Modellierung und numerische Simulation des Strahlzerfalls und nachfolgender Tropfenzerfalls- und -verdampfungsprozesse ein, wobei auch die thermodynamische Stabilität betrachtet wird. Umgekehrt unterstützt die Simulation auch die Experimente indem sie ein Gesamtbild der ablaufenden Transportprozesse liefert.

Studentische Arbeiten

Systematische Simulationsstudie zur Phosphorrückgewinnung aus Abwasser (Bachelor-/Studienarbeit, BCI Teamarbeit) - in Bearbeitung

Experimentelle Studie von Fest-Flüssig Gleichgewichten in Lösungen von Eisennitrat-Nonahydrat in n-Alkanolen (Forschungsarbeit BCI-Master) - in Bearbeitung

Experimentelle Bestimmung von Dichten, Viskositäten, Wärmeleitfähigkeiten und Wärmekapazitäten in Mischungen von Eisennitrat mit n-Alkanolen (Bachelor-/Studienarbeit, BCI-Teamarbeit) - abgeschlossen

Experimentelle Bestimmung von fest-flüssig Gleichgewichten in Mischungen von Eisennitrat mit n-Alkanolen (Master-, Diplom-, Abschlussarbeit) - abgeschlossen

Erstellung eines Simulationsprogramms zur Vorhersage der Phosphorausfällung aus Abwasser - abgeschlossen

Experimentelle Untersuchung der Salzausfällung bei der Verdampfung von Meerwasser - abgeschlossen

Hiwi-Jobs

Ich bin ständig auf der Suche nach laborerfahrenen Studenten für die Messung von Stoffdaten im Labor. Bei Interesse einfach per Email anschreiben oder in meinem Büro vorbei kommen.

Vorlesungsbetreuung / Sprechzeiten

Vorlesungsbetreuung

WS 16/17: Labor Thermische Verfahrenstechnik

SS 17: Wärmeübertragung

WS 17/18: Molekulare Thermodynamik, Labor Thermische Verfahrenstechnik

SS 18: Thermodynamik 2, Grundlagenlabor

WS 18/19: Labor Thermische Verfahrenstechnik

Sprechzeiten

- Vereinbarung eines Gesprächtermins bitte per Email.

Veröffentlichungen / Vorträge / Poster

Veröffentlichungen

A. Keller, K. Langenbach, H. Hasse: Comparison of predictions of the PC-SAFT equation of state and molecular simulations for the metastable region of binary mixtures, Fluid Phase Equilibria 444 (2017), 31–36. doi:10.1016/j.fluid.2017.04.009

Vorträge

A. Keller, J. Burger, H. Hasse: Application of the Pitzer Model to the Evaporation of Sea Salt Solutions, SFGP 2017, Nancy

A. Keller, K. Langenbach, H. Hasse: Comparison of Predictions of the PC-SAFT Equation of State and Molecular Simulations for the Metastable Region of Binary Mixtures, Thermodynamics 2017, Edinburgh

A. Keller, J. Burger, H. Steinmetz, H. Hasse: Thermodynamische Modellierung der Phosphorrückgewinnung aus Abwasser, DECHEMA Jahrestagung der Fachgruppen Rohstoffe und Extraktion 2018, Frankfurt

A. Keller, J. Burger, M. Kohns, H. Steinmetz, H. Hasse: Thermodynamische Modellierung und Prozesssimulation der Phosphorrückgewinnung aus Abwasser, ProcessNet Jahrestagung 2018, Aachen

A. Keller, M. Kohns, H. Hasse: Measurement and Modeling of Thermophysical Properties and Reactions in Mixtures of Iron(III)nitrate-nonahydrate and n-Alkanols, SMTG Meeting 2019, Manchester

A. Keller, J. Burger, M. Kohns, H. Steinmetz, H. Hasse: Thermodynamische Modellierung und Prozesssimulation der Phosphorrückgewinnung aus Abwasser, Jahrestagung Fluidverfahrenstechnik 2019, Potsdam

A. Keller, M. Kohns, H. Hasse: Measurement and Modeling of Thermophysical Properties and Reactions in Precursor Solutions for the Production of Nanoparticles, Thermodynamik-Kolloquium 2019, Duisburg

Poster

A. Keller, M. Kohns, J. Burger, H. Hasse: Thermodynamic modeling of highly concentrated salt solutions, Doktorandenseminar Verfahrenstechnik TU Kaiserslautern 2016

A. Keller, E. Forte, K. Langenbach, H. Hasse: Comparison of Predictions of the PC-SAFT Equation of State and Molecular Simulations for the Metastable Region of Binary Mixtures, Thermodynamik Kolloquium 2016, Kaiserslautern

A. Keller, M. Kohns, H. Hasse: Measurement and Modeling of Thermophysical Properties and Reactions in Mixtures of Iron(III)nitrate-nonahydrate and n-Alkanols, Thermodynamik Kolloquium 2018, Kassel

A. Keller, J. Burger, H. Steinmetz, H. Hasse: Modeling and Simulation of the Recovery of Resources from Complex Aqueous Salt Solutions Based on the Extended Pitzer Model, Thermodynamik Kolloquium 2017, Dresden