Forschungsbericht 2009



Planarer Mikrobrenner in Mikrosystemtechnik

Institut: Mikrosystemtechnik
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jörg Müller
Stellvertretende Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jörg Müller
Mitarbeiter/innen: M. Sc. Winfred Kuipers
Projektnummer: E.4-07.010
Laufzeit: 01.12.2006 - 01.12.2008
Finanzierung: DFG


 

Ziel des Projektes ist der Entwurf, der Aufbau und die Charakterisierung eines neuartigen verkapselten Mikrobrenners im Silizium-Glas-Mikrotechnik. Als Treibstoff für den Mikrobrenner wird ein Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch (Knallgas) verwendet. Die Flamme wird in der Siliziumebene zwischen zwei verspiegelten Glassubtraten geführt, wodurch die thermische Abstrahlung verhindert und der Wärmeverlust verringert wird. Das während der Verbrennung entstehende Abgas soll durch lokal hydrophile Oberflächen abgeführt werden.

Die Gasflamme ist der Kernelement eines konventionellen Flammenionisationsdetektors, der in der Industrie und Forschung sowie in der Medizin und Umweltmesstechnik seit langem für den Nachweis einzelner Inhaltsstoffe und die Bestimmung der Zusammensetzung von Gasen oder Flüssigkeiten mit Erfolg eingesetzt wird. Trotz hoher Messempfindlichkeit und großer Anwendungsvielfalt ist die Verwendung in den letzten Jahren rückläufig. Ursache ist weniger die Konkurrenz anderer und genauerer Analyseverfahren, sondern sind insbesondere die sicherheitstechnischen Aspekte und die eingeschränkte Mobilität durch den großen apparativen Aufwand für die Gasversorgung der Brennereinheit, die eine erhebliche Menge an Knallgas für eine stabil brennende Flamme benötigt.

Durch den Einsatz einer Mikrobrennereinheit mit kleiner Flammengröße ist der Knallgasverbrauch gegenüber dem konventionellen System um ein Vielfaches reduziert. Die Gesamtbrenngasmenge im Meßsystem ist damit auf ein sicherheitstechnisch bedenkenloses Niveau minimiert. Deshalb ist die Miniaturisierung der Brennereinheit mit uneingeschränkter Mobilität und niedrigem Treibstoffverbrauch erforderlich. Neben dem Einsatz in einem Mikro-Flamenionisationsdetektor kann der Mikrobrennereinheit auch angewendet werden bei der Brennwerbestimmung verschiedener Gase (Mikrobrennwertmesssystem) und bei der Erzeugung elektrischer Energie in einem Magneto-Hydrodynamischer Generator (Mikro-MHD-Generator).

Weitere Informationen zu diesem Forschungsprojekt können Sie hier bekommen.

 


Stichwörter

  • Brennwertbestimmung von Gasen
  • FID
  • Flammenionisationsdetektor
  • Gaschromatographie
  • Knallgasflamme
  • Kohlenwasserstoff Detektion
  • MHD Generator
  • Magneto-Hydrodynamisches Prinzip
  • Mikrobrenner