Magnetisch verstärkte elektrochemische Wirbelschichtreaktoren für elektro-enzymatische Synthesen unter Einbeziehung von Gasphasen

Hauptziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung, Charakterisierung und exemplarische Anwendung eines magnetisch verstärkten elektrochemischen Wirbelschichtreaktors für die elektro-enzymatische Synthese. Der Reaktor wird eine neuartige Variante eines partikelbasierten elektrochemischen Reaktors realisieren, der die Vorteile der sehr hohen volumenspezifischen Elektrodenoberfläche von Partikelelektroden mit den guten Misch- und Stofftransporteigenschaften von z.B. Blasensäulenreaktoren kombiniert. Die vorteilhafte Kombination ergibt sich aus der Fluidisierung der Partikelelektrode bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Leitfähigkeit aufgrund einer magnetisch induzierten Verkettung der Partikel. Im Vergleich zu Reaktoren, bei denen eine Aneinanderreihung von Flachelektroden verwendet wird, ist das Scale-up einer Partikelelektrode einfach und kostengünstig. Die Effizienz des neuartigen Reaktorkonzepts für die elektro-enzymatische Synthese wird durch die In-situ-Erzeugung von Wasserstoffperoxid demonstriert, das für Oxyfunktionalisierungsreaktionen mit Peroxygenasen benötigt wird. Das gesamte Projekt wird sich durch eine enge Rückkopplung zwischen experimentellen Ergebnissen und multiphysikalischen Modellierungsansätzen auszeichnen.

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