Aktualisiert: 2023-06-02
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Heavy – Tödliche Erden
Schlüsselwort: Neodym
Beitrag zur Entwicklung eines energieeffizienten Elektrolyseverfahrens für Neodym in geschmolzenen Chloriden.
Neodym-Eisen-Bor-Magnete spielen eine große Rolle in High-Tech-Anwendungen, von IT-Komponenten bis zu Elektrofahrzeugen und Windkraftanlagen. Doch Neodym wird fast ausschließlich in China produziert und die europäische Industrie hängt stark von Importen ab. Deshalb wird das Recycling von Neodym aus Altmagneten in Europa derzeit vorangetrieben.
In dieser wissenschaftlichen Arbeit wurde der Reduktionsprozess von Neodym-Salzen zu Neodym-Metall untersucht, einem integralen Bestandteil im Rückgewinnungs- sowie im primären Produktionsprozess. Der Fokus lag dabei auf einer geringeren Prozesstemperatur im Vergleich zu existierenden Prozessen, um den hohen Energieverbrauch zu senken.
Die Schmelzflusselektrolyse von Neodym bei 500 °C in einem Elektrolyten aus geschmolzenem Lithiumchlorid und Kaliumchlorid wurde elektrochemisch untersucht und Neodym-Metall im Labor-Maßstab auf einer Wolfram-Elektrode abgeschieden. Die Herstellung größer Mengen war aufgrund einer Änderung im Abscheideverhalten nicht möglich. Die Aufklärung des Reaktionsmechanismus liefert allerdings wichtige Erkenntnisse zur weiteren Entwicklung von Schmelzflusselektrolyseverfahren für Neodym.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Untersuchungen an angereicherten Isotopen auf natürliche Alphastrahlung
Aus dem allgemeinen Verlauf der Massendefektkurve wurde schon sehr früh darauf geschlossen, daß ein IX-Zerfall bereits bei Kernen mit einer Massenzahl A> 140 energetisch möglich sein müsse. Allerdings sollten im Bereich der Seltenen Erden bis Wismut die Zerfallsenergien im Mittel nur etwa 2 MeV be tragen. Nach der Gamow-Formel, die einen Zusammenhang zwischen der Zer fallskonstanten, der Energie des ausgesandten IX-Teilchens, der Ordnungszahl Z des Mutterkernes und dessen Radius gibt, errechnen sich Halbwertzeiten von 17 10 und mehr Jahren. Diese geringen Zerfallsraten blieben aber lange Zeit dem Nachweis unzugänglich. Erst nach der Entwicklung der Kernplattentechnik wurde der IX-Zerfall auch dieser Kerne experimentell erfaßbar. Mit dieser Methode hat nun PORSCHEN [1,2] die Elemente von Lanthan bis Wismut systematisch auf eine IX-Aktivität untersucht. Bei einigen Elementen fand er bereits am natürlichen Isotopengemisch einen positiven Effekt. Bei anderen Elementen konnte er nur eine untere Grenze für die Halbwertzeit angeben. Hier bei blieb aber vielfach die Frage offen, ob nicht die leichtesten Isotope, die jeweils nur einen geringen prozentualen Anteil des natürlichen Isotopengemisches aus machen, IX-instabil sind. Bei Neodym konnte PORSCHEN durch Untersuchung einer Probe, in der das Isotop 144 angereichert enthalten war, die Aktivität dem 144 Nd zuordnen. In dieser Arbeit soll nun über Untersuchungen an anderen Isotopen, die angereichert zu erhalten waren, berichtet werden. 7 2. Nachweismethode und Verfahrenstechnik 2.1 Methode Eine ausführliche Behandlung der Kernplattentechnik mit zahlreichen Literatur angaben wurde von Y AGODA [3] gegeben.
Aktualisiert: 2023-05-26
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Heavy – Tödliche Erden
Heavy – Tödliche Erden
Heavy – Tödliche Erden
Heavy – Tödliche Erden
Kampf um »Seltene Erden«: In Köln stirbt ein Forscher, der einer geologischen Sensation auf der Spur war. Kommissarin Hannah Franckh übernimmt die Ermittlungen. Dabei deckt sie nach und nach Hintergründe von geopolitischer Bedeutung auf und erkennt, dass im weltweiten Kampf um Ressourcensicherung und Mobilität jedes Mittel recht ist - bis hin zum Mord. Sie gerät zwischen die Fronten skrupelloser internationaler Interessenvertreter aus Politik und Wirtschaft und muss um ihr eigenes Leben kämpfen.
Am Ende ist klar: Ein wesentliches Fundament der Energiewende ist brüchig. Und gefährlich.
Aktualisiert: 2022-08-09
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Untersuchungen zur Reaktivität klassischer und nicht-klassischer divalenter Lanthanoidverbindungen gegenüber Pnictogenen und deren Verbindungen sowie Darstellung heterobimetallischer Lanthanoid-Münzmetallkomplexe
Die vorliegende Dissertation gliedert sich in zwei Teile. Im ersten Teil wurde die Reaktivität von klassischen und nicht-klassischen divalenten Lanthanoidverbindungen als Reduktionsmittel gegenüber den Pnictogenen und deren Verbindungen untersucht, um neuartige f- sowie d/f-Element-Polypniktide (Polyphosphide, Polyarsenide und Polystibide) darzustellen. Hierbei lag der Fokus auf der Etablierung neuer Reaktionswege, welche die Verwendung der hierfür bisher nicht zugänglichen nicht-klassischen divalenten Lanthanoide erlauben. Zudem wurde der Einfluss der verschiedenen verwendeten Reduktionsmittel sowie der verschiedenen Pnictogene und ihren Verbindungen auf den Reaktionsverlauf und die erhaltenen Produkte untersucht. Die erhaltenen Reaktionsprodukte wurden zudem tiefergehend auf ihre elektronischen (z.B. mittels transienter Absorptionsspektroskopie, quantenchemische Rechnungen) sowie chemischen Eigenschaften (z.B. bei der Aktivierung von P4) hin untersucht. Im zweiten Teil der Arbeit wurde schließlich die Synthese neuartiger, heterobimetallischer Lanthanoid-Münzmetallkomplexe untersucht, in denen Lanthanoid(III)-Zentren mittels eines Amidinat-Liganden in räumliche Nähe zu Gold(I) bzw. Silber(I) gebracht werden. Die erhaltenen Komplexe wurden mittels Fluoreszenz-Spektroskopie auf ihre optischen Eigenschaften hin untersucht.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Beitrag zur Entwicklung eines energieeffizienten Elektrolyseverfahrens für Neodym in geschmolzenen Chloriden.
Neodym-Eisen-Bor-Magnete spielen eine große Rolle in High-Tech-Anwendungen, von IT-Komponenten bis zu Elektrofahrzeugen und Windkraftanlagen. Doch Neodym wird fast ausschließlich in China produziert und die europäische Industrie hängt stark von Importen ab. Deshalb wird das Recycling von Neodym aus Altmagneten in Europa derzeit vorangetrieben.
In dieser wissenschaftlichen Arbeit wurde der Reduktionsprozess von Neodym-Salzen zu Neodym-Metall untersucht, einem integralen Bestandteil im Rückgewinnungs- sowie im primären Produktionsprozess. Der Fokus lag dabei auf einer geringeren Prozesstemperatur im Vergleich zu existierenden Prozessen, um den hohen Energieverbrauch zu senken.
Die Schmelzflusselektrolyse von Neodym bei 500 °C in einem Elektrolyten aus geschmolzenem Lithiumchlorid und Kaliumchlorid wurde elektrochemisch untersucht und Neodym-Metall im Labor-Maßstab auf einer Wolfram-Elektrode abgeschieden. Die Herstellung größer Mengen war aufgrund einer Änderung im Abscheideverhalten nicht möglich. Die Aufklärung des Reaktionsmechanismus liefert allerdings wichtige Erkenntnisse zur weiteren Entwicklung von Schmelzflusselektrolyseverfahren für Neodym.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Untersuchungen an angereicherten Isotopen auf natürliche Alphastrahlung
Aus dem allgemeinen Verlauf der Massendefektkurve wurde schon sehr früh darauf geschlossen, daß ein IX-Zerfall bereits bei Kernen mit einer Massenzahl A> 140 energetisch möglich sein müsse. Allerdings sollten im Bereich der Seltenen Erden bis Wismut die Zerfallsenergien im Mittel nur etwa 2 MeV be tragen. Nach der Gamow-Formel, die einen Zusammenhang zwischen der Zer fallskonstanten, der Energie des ausgesandten IX-Teilchens, der Ordnungszahl Z des Mutterkernes und dessen Radius gibt, errechnen sich Halbwertzeiten von 17 10 und mehr Jahren. Diese geringen Zerfallsraten blieben aber lange Zeit dem Nachweis unzugänglich. Erst nach der Entwicklung der Kernplattentechnik wurde der IX-Zerfall auch dieser Kerne experimentell erfaßbar. Mit dieser Methode hat nun PORSCHEN [1,2] die Elemente von Lanthan bis Wismut systematisch auf eine IX-Aktivität untersucht. Bei einigen Elementen fand er bereits am natürlichen Isotopengemisch einen positiven Effekt. Bei anderen Elementen konnte er nur eine untere Grenze für die Halbwertzeit angeben. Hier bei blieb aber vielfach die Frage offen, ob nicht die leichtesten Isotope, die jeweils nur einen geringen prozentualen Anteil des natürlichen Isotopengemisches aus machen, IX-instabil sind. Bei Neodym konnte PORSCHEN durch Untersuchung einer Probe, in der das Isotop 144 angereichert enthalten war, die Aktivität dem 144 Nd zuordnen. In dieser Arbeit soll nun über Untersuchungen an anderen Isotopen, die angereichert zu erhalten waren, berichtet werden. 7 2. Nachweismethode und Verfahrenstechnik 2.1 Methode Eine ausführliche Behandlung der Kernplattentechnik mit zahlreichen Literatur angaben wurde von Y AGODA [3] gegeben.
Aktualisiert: 2022-02-23
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Einfluss der Rekristallisation auf die Mikrostrukturentwicklung der Magnesiumlegierung ZNdK100
In den letzten Jahren hat der Einsatz von resorbierbaren Magnesiumlegierungen als degradierbares Implantatmaterial in der Medizintechnik deutlich an Bedeutung gewonnen. Aufgrund der variierenden Anforderungsprofile an die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs werden dabei verschiedene Legierungssysteme für unterschiedliche Implantatanwendungen, wie Osteosynthesesysteme oder Stenting-Applikationen, genutzt. Da die Zulassung von biomedizinischen Werkstoffen ein langwieriger und kostenintensiver Prozess ist, bietet die Entwicklung einer für verschiedene Implantatanwendungen einsetzbaren resorbierbaren Magnesiumlegierung, deren Eigenschaftsprofil prozessseitig eingestellt werden kann, ein hohes Innovationspotential. Daher ist Ziel der vorliegenden Arbeit, die mechanischen Eigenschaften der Magnesiumlegierung ZNdK100 durch den Strangpressprozess zu beeinflussen, um ein resorbierbares Implantatmaterial mit einem breiteren Anwendungsspektrum zu erzeugen.
Aktualisiert: 2020-01-01
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Einfluss der Rekristallisation auf die Mikrostrukturentwicklung der Magnesiumlegierung ZNdK100
In den letzten Jahren hat der Einsatz von resorbierbaren Magnesiumlegierungen als degradierbares Implantatmaterial in der Medizintechnik deutlich an Bedeutung gewonnen. Aufgrund der variierenden Anforderungsprofile an die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs werden dabei verschiedene Legierungssysteme für unterschiedliche Implantatanwendungen, wie Osteosynthesesysteme oder Stenting-Applikationen, genutzt. Da die Zulassung von biomedizinischen Werkstoffen ein langwieriger und kostenintensiver Prozess ist, bietet die Entwicklung einer für verschiedene Implantatanwendungen einsetzbaren resorbierbaren Magnesiumlegierung, deren Eigenschaftsprofil prozessseitig eingestellt werden kann, ein hohes Innovationspotential. Daher ist Ziel der vorliegenden Arbeit, die mechanischen Eigenschaften der Magnesiumlegierung ZNdK100 durch den Strangpressprozess zu beeinflussen, um ein resorbierbares Implantatmaterial mit einem breiteren Anwendungsspektrum zu erzeugen.
Aktualisiert: 2019-11-07
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Prozessoptimierung der Neodym-Schmelzflusselektrolyse zur Verringerung von Treibhausgasemissionen
Die gängige Elektrolyse zur Herstellung von Metallen der Seltenen Erden und damit insbesondere die Elektrolyse von Neodym stehen im Verdacht relativ hohe Mengen an den treibhausrelevanten Gasen zu emittieren. Der industrielle Stand der Technik wird erläutert und die theoretischen Hintergründe dargestellt. In Laborversuchen werden die Entstehungsbedingungen dieser Perfluorcarbone untersucht. Die Möglichkeit der Übertragung des Kozepts der Prozesssteuerung der Aluminiumelektrolyse auf die Neodymelektrolyse wird experimentell sowie anhand eines Zellspannungsmodells analysiert. Somit kann gezeigt werden, dass die vermutlich hohen Treibhausgasemissionen der Seltenerdelektrolyse durch eine geeignete Prozesssteuerung minimiert werden können.
Aktualisiert: 2021-12-20
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