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Institut für Verfahrenstechnik
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Bachelor / Master

Betreuung von Bachelor- und Masterarbeiten

Interesse für Verfahrenstechnik?

Wir bieten Betreuung von Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten im Bereich der Verfahrenstechnik an.

Warum einen Bachelor oder Master in  Verfahrenstechnik ? Die „Jungen Verfahrens-Ingenieur*innen“ erstellten eine Broschüre die Einblick in die vielfältigen und spannenden Aufgaben einer Verfahrenstechniker*in bietet. Hol dir mehr Infos!, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Erkundige dich nach aktuellen Themen direkt bei Univ.-Prof. Dr. Mark Hlawitschka

BACHELOR

Lithium-Ionen-Akkus wiederverwerten

Lithium-Ionen-Akkus sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Am Ende der Lebenszeit können die Akkus als sekundäre Rohstoffquelle genutzt werden. Neben Lithium sind die Elemente Cobalt und Nickel von besonderem Interesse. Sie befinden sich im Aktivmaterial des Akkus. Über chemische Verfahren werden die Metalle zunächst aufgeschlossen und hydrometallurgisch getrennt.

Wir bieten dazu Bachelorarbeiten zu folgenden Themenbereichen an:

Recycling von Lithium-Ionen-Batterien in einer Extraktionskolonne im Pilotmaßstab

MASTER

Elektrolyse von Lithium-Ionen-Akkus

Ziel der Arbeit

Ziel dieser Arbeit ist der Aufbau und die Inbetriebnahme eines Versuchsstandes zur Untersuchung der Elektrolyse von Aktivmaterial. Anhand des Versuchsstandes sollen Einflussparameter wie Spannung, Stromstärke und Stromdichte auf die Ausbeute an Metallen (Li, Co, Mn, Ni) untersucht werden.

Aufgabe im Detail

  • Aufbau eines Versuchsstandes zur Elektrolyse von Lithium-Ionen-Akkus
  • Erste Untersuchung von Betriebsparametern
    • Spannung
    • Säurekonzentration
  • Validierung der Versuchsergebnisse
  • Optimierung des Versuchsstands

Kontakt und Start

Bei Interesse wenden sie sich direkt an den Betreuer:

 Dr.-Ing. Alexander Keller

BACHELOR / MASTER

Rührbehälter, Abscheider oder verschiedene Reaktoren richtig auslegen

Aktuell suchen wir einen Studenten für die Durchführung und Erweiterung verschiedenster Computational Fluid Dynamics (CFD) Simulationen mit Vorerfahrung im Programmieren bzw. dem Interesse, sich programmieren (C++) anzueignen. Ziel ist es, verfahrenstechnische Phänomene wie Koaleszenz und Phasenübergang zu beschreiben. Die Beschreibung dieser Phänomene ist relevant, um Rührbehälter, Abscheider sowie diverse Reaktoren akkurat zu beschreiben und auszulegen. Die Implementierung der Phänomene erfolgt in einem OpenSource Code (OpenFOAM). Die Arbeit kann direkt an den PCs des Institutes, aber auch als Heimarbeit durchgeführt werden.

 

Bitte kontaktiere hierzu: Prof. Dr.-Ing. Mark Hlawitschka

Apparatur

MASTER

Carbon Capturing

Warum ist es wichtig:

Kohlendioxidemissionen sind ein Haupttreiber des globalen Klimawandels. Die Abscheidung und Wiederverwendung von CO₂ kann helfen, dessen Auswirkungen zu reduzieren und es in eine Ressource umzuwandeln. Unsere Forschung konzentriert sich auf die Optimierung der Blasensäulentechnologie für diesen Zweck.

Forschungsschwerpunkte:

  • Effiziente CO₂-Absorption: Wir untersuchen, wie Blasensäulen die Aufnahme von CO₂ in Flüssigkeiten fördern, indem wir Parameter wie Gasgehalt und Blasengröße analysieren.
  • Skalierbare Lösungen: Durch Simulationen und das Design maßgeschneiderter Reaktoren stellen wir sicher, dass unsere Systeme für industrielle Anwendungen anpassbar sind.
  • NaOH-basierte Abscheidung: Mithilfe von Natriumhydroxidlösungen analysieren wir Reaktionskinetik, pH-Wert-Änderungen und Stoffübergangsraten, um die Effizienz der CO₂-Abscheidung zu verbessern.
  • Simulation und Design: Gasdisperser sind das Herzstück der Blasensäule und lassen sich leicht anpassen.

Möglichkeiten für Studierende:

Entwirf und optimiere eigene Disperser (3D-Druck), teste diese in Pilot-Anlagen und analysiere Reaktionsdaten. Bei besonderem Interesse kann auch die Modellierung von CO₂-Stoffübergängen untersucht werden.

 

Carbon Capturing

MASTER
 

Gewinnung von Batteriematerialien

Warum ist es wichtig:

Mit dem steigenden Bedarf an Lithium für erneuerbare Energiespeicher wird die Entwicklung umweltfreundlicher Methoden zur Rückgewinnung von Lithium immer entscheidender. Wir erforschen innovative Verfahren zur Extraktion von Lithiumcarbonat unter Nutzung industrieller Nebenprodukte.

Forschungsschwerpunkte:

  • Nachhaltige Lithiumgewinnung: Lithiumsulfat‑Lösungen reagieren in unseren Blasensäulensystemen mit CO₂ und führen zur Fällung von hochreinem Lithiumcarbonat.
  • Integrierte Prozesse: Wir entwickeln und testen Disperser, um Gas-Flüssigkeits-Interaktionen zu optimieren und die Reaktionsausbeute zu steigern.
  • Produktaufarbeitung: Die zurückgewonnenen Materialien werden weiter aufbereitet, um höhere Ausbeuten und Reinheiten (batterietaugliche Qualität) zu erreichen.

Möglichkeiten für Studierende:

Ausführung von Reaktionsprozessen in Pilot-Anlagen Maßstab. Untersuchung von Reaktionswirkungsgraden, Entwicklung und Optimierung von Experimenten. Bei besonderem Interesse kann auch die Modellierung von Fällungsprozessen untersucht werden.

Nachhaltige Lithiumgewinnung

MASTER

Wasseraufbereitung (PFAS)

Warum ist es wichtig: Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS), bekannt als „Ewigkeitschemikalien“, sind gefährliche Schadstoffe, die weltweit in Wassersystemen vorkommen. Ihre Entfernung erfordert innovative Verfahren, die Effektivität und Umweltverträglichkeit in Einklang bringen.

Forschungsschwerpunkte:

  • Flotationstechnologie: Mithilfe von Reaktorteststationen entwickeln und testen wir 3D-gedruckte Begaser, um feine Blasen für die Flotation von PFAS an die Oberfläche zu erzeugen.
  • Sichere Testmethoden: Wir arbeiten mit polymerbasierten Substanzen, um das Verhalten von PFAS zu simulieren und so die Sicherheit während der Experimente zu gewährleisten.

Möglichkeiten für Studierende:

Teste Düsengeometrien, analysiere das Blasenverhalten und optimiere Flotationsprozesse. Vergleich von Testanlagen in kleinem Maßstab mit echten Industrieanlagen. Bei besonderem Interesse können ebenso die Begasungsprozessen und Flotationsprozesse numerisch untersucht/modelliert werden.

 

Blasenverhalten PFAS2 PFAS3

MASTER

Entsalzung mittels Membrandestillation

Die Membrandestillation zur Entsalzung ist ein attraktives Forschungsthema weltweit.
Diese Technologie zur Wasseraufbereitung, insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser und stark salzhaltigen industriellen Abfallströmen unter Verwendung kohlenstoffarmer Energiequellen, wie z.B. Abwärme oder Sonnenenergie ist ein Thema der Zukunft!

Aufgaben:

  • Wissenschaftliche Bearbeitung des Membran-Destillations-Kristallisationsprojekts (MDC).
  • Durchführung von Untersuchungen zur fraktionierten Kristallisation und Charakterisierung von NaCl, CaCO3 und MgSO4.
  • Untersuchung der Nukleations- und Wachstumskinetik bei Anwesenheit von seeds in AGMDC
  • Bestimmung geeigneter Betriebsbedingungen zur Kontrolle von Form, Größe, Größenverteilung und Polymorphismus von Kristallen in einer metastabilen Konzentrations-/Temperaturzone.
  • Einrichtung der MDC-Anlage.
  • Umfangreiche Messungen an der MDC-Anlage.

Gerne kann man daraus auch ein Forschungsthema (für z.B. Studienarbeit bzw. Doktorarbeit) entwickeln.

Weitere Infos bei Univ.-Prof. Dr.-Ing. Mark Hlawitschka.

 

Schematische Darstellung einer Membrandestillationsanlage zur Entsalzung