PDF - JuSER - Forschungszentrum JÃ¼lich

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Inhalt i Inhalt 1 Einleitung ...............................................................................................................1 2 Stand der Technik .................................................................................................9 2.1 Das Wasserstoffproblem in Druckwasserreaktoren .......................................9 2.1.1 Wasserstoffentstehung im Störfall ............................................................11 2.1.2 Wasserstoffbeseitigung.............................................................................14 2.2 Katalytische Rekombinatoren.......................................................................25 2.2.1 Funktionsprinzip ........................................................................................29 2.2.2 Diskussion bestehender Systeme und Verbesserungspotentiale ............33 3 Theoretische Grundlagen ....................................................................................42 3.1 Grundlagen der Katalyse ..............................................................................42 3.2 Wirkungsweise eines Katalysators ...............................................................49 3.2.1 Reaktionsmechanismen............................................................................49 3.2.2 Reaktionskinetik der katalytischen Wasserstoffrekombination.................52 3.2.3 Wärmetechnische Betrachtung.................................................................57 3.3 Galvanische Katalysatorherstellung .............................................................63 4 Anlagen- und Versuchsbeschreibung .................................................................71 4.1 Die galvanische Beschichtungsanlage.........................................................73 4.1.1 Anlagenbeschreibung ...............................................................................73 4.1.2 Beschichtungsverfahren............................................................................76 4.1.3 Verwendete Proben ..................................................................................81 4.2 Prüfstand REKO-1m .....................................................................................88 4.2.1 Anlagenbeschreibung ...............................................................................88 4.2.2 Durchführung der Versuche......................................................................95
ii Inhalt 4.2.3 Berechnung der Reaktionsrate .................................................................97 5 Ergebnisse und Diskussion ...............................................................................102 5.1 Washcoat-Platin-Beschichtung und elektrolytische Beschichtung.............103 5.2 Katalysatormaterialien Platin, Palladium und Rhodium .............................116 5.2.1 Platin auf Substratwerkstoff 1.4841 ........................................................117 5.2.2 Palladium auf Substratwerkstoff 1.4841 .................................................122 5.2.3 Rhodium auf Substratwerkstoff 1.4841...................................................127 5.2.4 Bewertung ...............................................................................................129 5.3 Variation des Substratmaterials..................................................................131 5.3.1 Substratwerkstoff 1.4841 ........................................................................132 5.3.2 Substratwerkstoff 2.4656 ........................................................................137 5.3.3 Substratwerkstoff 1.4767 ........................................................................140 5.3.4 Katalysatoren Palladium und Rhodium auf Substratmaterial 1.4767 .....153 5.3.5 Bewertung ...............................................................................................156 5.4 Variationen metallischer und keramischer Unterschichten ........................158 5.4.1 Rhodium ..................................................................................................162 5.4.2 Nickel.......................................................................................................167 5.4.3 Aluminiumoxid.........................................................................................172 5.4.4 Kupfer......................................................................................................178 5.4.5 Silber .......................................................................................................181 5.4.6 Bewertung ...............................................................................................182 5.5 Einfluss der Katalysatormenge auf die Reaktion und auf die Reaktionsmechanismen .........................................................................................184 5.5.1 Variation der abgeschiedenen Katalysatormenge..................................184 5.5.2 Untersuchung zu Reaktionsmechanismen .............................................197 5.5.3 Bewertung ...............................................................................................206 5.6 Weitere Ergebnisse und Beobachtungen...................................................208
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