Projekti / Programi
Kemijsko reakcijsko inženirstvo
01. januar 2004
- 31. december 2008
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.02.00 |
Tehnika |
Kemijsko inženirstvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T350 |
Tehnološke vede |
Kemijska tehnologija in inženirstvo |
Kemijsko inženirstvo; Kemijsko reakcijsko inženirstvo; Kataliza; Transportni pojavi; Večfazni reaktorji
Raziskovalci (17)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0104 |
Kemijski inštitut |
Ljubljana |
5051592000 |
10 |
Povzetek
Programska skupina študira kemijske pretvorbe različnih izhodnih specij v želene produkte v homogenih in heterogenih kataliziranih ter nekataliziranih sistemih. Pri tem eksperimentalne in teoretske raziskave izpostavljajo termodinamske možnosti teh pretvorb na eni strani, na drugi pa kinetiko, ki določa dimenzije naprav, v katerih potekajo pretvorbe oziroma kemijske reakcije. Ker se v praksi večina kemijskih pretvorb odvija v večfaznih sistemih, je v raziskavah posebno izpostavljen študij medsebojnega vpliva kemijske kinetike in transportnih pojavov in matematčno modeliranje večfaznih reaktorjev. V iskanju trajnostnih tehnologij skupina študira tudi kemijske procese, ki potekajo v nekonvencionalnih medijih kot so superkritični fluidi in ionske tekočine. Pomembna elementa raziskav sta iskanje in razvoj novih bolj aktivnih in selektivnih katalizatorjev ter razvoj reaktorjev za procese s komercialnim potencialom (na primer, odstranjevanje nitratov iz pitne vode in katalitska oksidacija organskih nečisoč v industrijskih odpadnih vodah).
Pomen za razvoj znanosti
Glede na to, da je več kot 90 % vseh komercialnih procesov katalitske narave, kinetika heterogeno kataliziranih reakcij zaposluje raziskovalce po vsem svetu že več kot šest dekad. Tudi raziskovalna skupina, ki predlaga pričujoči program, je v devetdesetih letih prejšnjega stoletja odločilno doprinesla k raziskavam in razvoju katalitske oksidacije organskih polutantov v industrijskih odpadnih vodah in pri tem požela velik mednarodni odmev, saj so bila samo ta dela skupine citirana več kot 500-krat. Pokazala je, da je z uporabo ustreznega katalizatorja mogoče sicer zelo ostre pogoje oksidacije močno omiliti, kar povečuje kompetitivnost procesa. Prav zaradi pionirskega dela na tem področju je sodelovala na treh projektih EU in vrsto let služila kot konzultant veliki mednarodni korporaciji KTI-Mannesmann. Podoben znanstveni odmev je skupina dosegla z raziskavami membranskih katalitskih sistemov, ki jih je izvajala v okviru 5. okvirnega programa EU (WATERCATOX projekt). Na osnovi teh raziskav je bilo zaključeno, da so membranski reaktorji ekonomsko uporabni tudi za katalitske reakcije v sistemih plin-kapljevina-trdno. V zadnjih letih je skupina v mednarodni znanstveni periodiki objavila tudi več znanstvenih del s področja razvoja katalitskih postopkov (PROX, WGS) za sintezo in čiščenje vodika.
Pomen za razvoj Slovenije
a) za trajnostni družbeno-ekonomski in kulturni razvoj Potreba po kvantitativnem ovrednotenju hitrosti kemijske transformacije je več ali manj prisotna v vsaki kemijski, petrokemijski ali farmacevtski tovarni. S kvalificiranim znanjem kemijske inženirske kinetike so se sodelavci programske skupine v preteklih letih ponovno izkazali v farmacevtski industriji (LEK) in v petrokemijskem obratu Nafta Lendava in doprinesli k povečanju dodane vrednosti. Tako bodo nadaljne raziskave še bolj povečale ekspertno znanje na področju inženirizacije kemijskih procesov ter ob vzgoji mladih doktorjev znanosti to znanje stalno prenašale v industrijsko okolje. Razvoj katalitskih postopkov za sintezo vodika iz obnovljivih virov je pomemben za kemijsko industrijo in nasploh za razvoj novih tehnologij, medtem ko bo razvoj učinkovitih procesov za odstranjevanje oz. pretvorbo toplogrednega ogljikovega dioksida nacionalnega pomena pri uresničevanju obveznosti, ki izvirajo iz Kyotskega sporazuma. Ker je kinetika transformacije različnih specij izjemnega pomena tudi v okolju, so infrastrukturna znanja tega področja nepogrešljiva tudi pri okoljevarstvenih posegih. Razvoj gorivnih celic je nacionalnega pomena in zanimanje zanj je izkazano s strani več gospodarskih družb. b) za tehnološki razvoj S poznavanjem hitrosti transformacije izhodnih snovi v želene produkte lahko skupaj s termodinamskimi omejitvami postavimo temelje vsakega komercialnega procesa. To se je v preteklosti zgodilo v LEK-u in Nafti Lendavi, ko so sodelavci programske skupine določili optimalne pogoje obratovanja že obstoječih procesov in tako bistveno skrajšali čas za kemijsko reakcijo oziroma povečali kapaciteto industrijske naprave. Usmerjenost raziskovalne skupine v praktične rešitve je mogoče najbolje ilustrirati z domačimi in mednarodnimi patenti, ki so jih pridobili sodelavci programske skupine v preteklem obdobju, npr.: Ion-conducting composite membranes : patent no. WO2005045976, publication date 19 May 2005 : application number WO2004EP12629, date 05 November 2004 : priority number EP20030292786, date 06 November 2003. Rijswijk: European Patent Office: PCT, 2003/2005. c) za utrjevanje nacionalne identitete in ohranjanje bogastva naravne in kulturne dediščine Z raziskavami na področju kemijskega reakcijskega inženirstva je programska skupina unikatna v slovenskem prostoru in zato pomaga pri utrjevanju slovenskega izrazoslovja na tem področju, saj je področje zelo močno vpeto tudi v pedagoški proces na slovenskih univerzah.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
