Arbeitsgruppe Dr. Keith Cobry

 Forschungsschwerpunkte

Bei vielen industrierelevanten chemischen Reaktionen sind zahlreiche Reaktionsparameter im Spiel, die den Umsatz und Qualität des Produkts bestimmen. Diese sind, unter anderen: Temperatur, Druck, Wärme- und Stoffübergang und Zusammensetzung bzw. Phasen der Reagenzien. Die Ergebnisse sind oft sehr stark abhängig von diesem komplexen Parameterraum. Dies gilt insbesondere für hochwertige Produkte wie Pharmazeutika, Elektrolyte für Brennstoffzellen und Batterien, sowie für sonstige Produkte katalytischer Verfahren. Deshalb werden immer neue Reaktionswege erforscht, die effizienter sind, höhere Ausbeuten ergeben, oder sogar völlig neue Reaktionen ermöglichen. Mikroreaktoren werden immer häufiger in diesem Forschungsbereich verwendet, und bieten folgenden Vorteile.

• Geringer Einsatz teurer Reagenzien und Lösemittel,
• Erhöhter Wärme- und Stoffübergang in Mikrokanälen für bessere Kontrolle der Reaktionsbedingungen und Vermeidung unerwünschter Nebenreaktionen,
• Schnellere Vermischung der Reagenzien,
• Erhöhte Sicherheit bei hoch giftigen oder exothermen Reaktionen, da kleinere Mengen von Reagenzien im Mikrokanal enthalten sind,
• Herstellung große Mengen chemischer Produkte durch den Betrieb im kontinuierlichem Fluss und durch Parallelisierung mehrerer Mikroreaktoren,
• Aufbau chemischer Bibliotheken in der Forschung durch parallele High-Throughput Methoden.

In dieser Forschungsgruppe werden hauptsächlich mikrofluidische Reaktorsysteme untersucht, die mit Silizium-basierten Herstellungsverfahren erzeugt werden. Diese Technik  ist  in der Mikrosystemtechnik und Mikroelektronik seit mehreren Jahrzehnten etabliert und erlaubt die Herstellung von mikrofluidischen Strukturen mit hoher dimensionaler Reproduzierbarkeit, die Herstellung von größeren Mengen von Systemen durch Wafer-Scale Mikrofertigungsprozessen. Darüber hinaus ermöglicht diese Technologie die Herstellung und Integration von Mikrosensoren für die Echtzeit-Erfassung wesentlicher lokaler Reaktionsgrößen, z.B. Strömung, Temperatur, Druck, Flusszusammensetzung, usw.  Diese Daten können Aufschluss zu den Mechanismen und der Kinetik mikrofluidischer chemischer Verfahren geben. Unser Ziel ist es multi-funktionale mikrofluidische Produktions- und Analysesysteme für die Forschung als auch für die industrielle Anwendung zu entwickeln.

Kontakt

Keith Cobry, Ph.D.
Tel: 0761 203-7497
Mail: keith.cobry@imtek.de