Thermodynamische oder kinetische Kontrolle

Geschrieben von franke43 franke43 am 08. November 2000 14:16:58:

Als Antwort auf: Reaktionszeit ist entscheidend! geschrieben von XSurvivor am 08. November 2000 13:37:02:

>Hallo franke43,
>entscheidend für eine Substanz zur CO2 Reduktion ist nicht allein die Absorbtionskapazität für CO2, sondern die Reaktionsgeschwindigkeit. Was nutzt mir die beste Aufnahmekapazität, wenn das CO2 nicht schnell genug aus der Luft enfernt wird.
>Und genau diese Reaktionsgeschwindigkeit solte unter realistischen Bedingungen getestet werden - hier hat Otto evtl. die Möglichkeit dies zu bewerkstelligen.
>Jedenfalls hat sich bisher sowohl gebrannter Kalk (wie von Otto ausgeführt), als auch Ätznatron (Bildung von Natronlauge) als untauglich erwiesen. Meine Idee wäre eine Mischung aus beiden, bei der man die hygroskopische Wirkung das NaOH mit der aufsaugenden Wirkung von CaO verbinden könnte, wobei nur eine feste Masse entsteht, welche hoffentlich CO2 genügend schnell absorbiert.
>Gruß
>XS

Hallo XSurvivor

Du brauchst mir hier nicht den grundlegenden Unterschied
zwischen einer thermodynamisch und einer kinetisch
kontrollierten Reaktion zu beschreiben. Entscheidend sind
hier, das weiss ich auch, die Transportvorgänge.

D.h.

1. der Transport des CO2 in der Luft zum festen Absorbens
2. der Transport durch die Poren im Absorbens hin zur ersten
noch unverbrauchten Schicht.
3. dort dann die Reaktion zum Endprodukt.

Es ist klar, dass vor allem der erste Schritt problematisch
ist, denn er würde zwecks Beschleunigung ein aktives Durchmischen
der Raumluft oder(noch besser) ein Überleiten oder gar Durchleiten
durch das Absorbens erfordern. Hier war mein Vorschlag, das
Absorbens in flachen offenen Gefässen auf dem Boden zu verteilen,
aber so, dass keiner reintritt. Denn das schwere CO2 reichert sich
nah am Boden an (Gärkellereffekt) und besorgt dann den Transport
zum Absorbens selber.

Für den Punkt 2 gilt, dass ein feinverteiltes, locker geschüttetes
und poröses Material aktiver ist - schneller und vollständiger
reagiert - als etwa grobe Brocken. Beim feinverteilten Material
ist die spezifische Oberfläche, über die die CO2-Aufnahme
stattfindet, viel grösser und die durch Diffusion zu überwindende
Entfernung in den Teilchen viel kleiner als bei grobem Stückgut.

Mit meiner stöchiometrischen Abschätzung wollte ich nur allen,
die in Reaktionsgleichungen nicht so bewandert sind, klarlegen,
wo die naturgegebene Obergrenze für die CO2-Absorption verläuft,
also wann das Absorbens verbraucht ist.

Auch Zeolithe sind irgendwann voll. Ausserdem findet in denen nur
eine ADsorption statt, die bekanntlich schwächere Bindungskräfte
zwischen Sorbens und sorbiertem Material etabliert als die
Absorption durch chemische Reaktion. Die Zeolithe sind zur inneren
Adsorption in den feinen Kanälen fähig, deren Durchmesser im
Molekülgrössenbereich liegen. Die Zeolithe lassen sich auch
durch Erhitzen wieder regenerieren, d.h. man kann die darin
adsorbierten Gaskomponenten wieder "ausheizen". Beim Kalk
geht das auch, man nennt es dann Kalkbrennen. Das wird Kalcinierung
genannt und ist die durch Erhitzen erzwungene Umkehrreaktion
der CO2-Absorption.

Ich weiss, dass man mit den kommerziell zugänglichen
Darreichungsformen von Ätznatron und gebranntem Kalk nicht die
maximale stöchiometrische Ausnutzung erreichen wird.

Versuche zur Reaktionsgeschwindigkeit könnte ich auch anstellen,
ich hätte hier in der Arbeit eine erstklassige Ausstattung dafür.
Leider muss ich aber hier arbeiten und darf die Ausrüstung nicht
zweckentfremden. Wir hätten alles da, was man für diese Messung
braucht.

Gruss

Franke43



Antworten: