• Untersuchung von Transportprozessen mittels bildgebender NMR-Spektroskopie (MRI)

Die Kernspintomographie (MRI) ist eine wertvolle Technik zur Untersuchung chemischer Reaktionen und Prozesse. Unter der Verwendung von magnetischen Gradientenfeldern kann das NMR-Signal räumlich aufgelöst werden und somit dreidimensionale Bilder erzeugt werden. Die MRI-Technik bietet die Möglichkeit, ablaufende Transportprozesse unmittelbar zu beobachten und somit Temperaturfelder, Geschwindigkeitsfelder und Konzentrationsfelder non-invasiv zu ermitteln. So kann z.B. der chemische Umsatz an verschiedenen räumlichen Stellen in einem Reaktor charakterisiert werden und das Prozessdesgin sowie die Reaktionsführung dahingehend optimiert werden. Ziel ist es, ablaufende Transportprozesse in heterogen katalysierten Festbettreaktoren mittels der MRI-Technik zu untersuchen.

• Ermittlung von Diffusionskoeffizienten mittels NMR-Spektroskopie

Die Diffusion beschreibt mit Stoffströmen verbundene Ausgleichsvorgänge auf der molekularen Ebene. Dabei wird zwischen Selbst- und Transportdiffusion unterschieden. Diese Transportprozesse sind für die Auslegung von chemischen Prozessen von großer Bedeutung. Durch den Einsatz der NMR-Spektroskopie können Diffusionskoeffizienten sehr präzise ermittelt werden. Ziel ist es, Diffusionskoeffizienten von industriell relevanten Stoffsystemen zu ermitteln.

 Vorlesungsbetreuung

• Anwendungen der Magnetresonanz für Naturwissenschaftler und Ingenieure (WiSe 2021)
• Laborpraktikum Anwendungen der Magnetresonanz für Naturwissenschaftler und Ingenieure (WiSe 2021, WiSe 2022, WiSe 2024)
• chemCar Wettbewerb I (WiSe 2021)
• Labor Thermische Verfahrenstechnik I (WiSe 2021, WiSe 2022, SoSe 2023, SoSe2024)
• chemCar Wettbewerb II (SoSe 2022)
• Grenzflächenthermodynamik (SoSe 2022)
• Grundlagenlabor für das Schwerpunktfach I (SoSe 2022, SoSe 2023, SoSe2024)
• Thermodynamik I (WiSe 2022)
• Elektrochemische Energiespeicherung (SoSe 2023)
• Thermodynamik der Transportprozesse (WiSe 2024)

Sprechzeiten

Nach Vereinbarung

Veröffentlichungen

• R. Kircher, S. Mross, H. Hasse, K. Münnemann: Functionalized Controlled Porous Glasses for Producing Radical-Free Hyperpolarized Liquids by Overhauser DNP, Molecules 27 (2022) 6402 [DOI]
• R. Kircher, S. Mross, H. Hasse, K. Münnemann: Quantitative Analysis in Continuous‑Flow ¹H Benchtop NMR Spectroscopy by Paramagnetic Relaxation Enhancement, Applied Magnetic Resonance 54 (2023) 1555-1569 [DOI]
• J. Phuong, S. Mross, D. Bellaire, H. Hasse, K. Münnemann: Determination of self-diffusion coefficients in mixtures with benchtop ¹³C NMR spectroscopy via polarization transfer, Magn. Reson. Chem. (2023) 1-12 [DOI]
• S. Mross, S. Schmitt, S. Stephan, K. Münnemann, H. Hasse: Diffusion Coefficients in Mixtures of Poly(oxymethylene) Dimethyl Ethers with Alkanes, Ind. Eng. Chem. Res. 63 (2024) 1662–1669 [DOI]
• P.Zittlau, S.Mross, D. Gond, M. Kohns: Molecular modeling and simulation of organic electrolyte solutions for lithium ion batteries, J. Chem. Phys. 161 (2024) 124118 [DOI]

Vorträge

• M. Dyga, S. Schmitt, S. Mross, A. Keller, S. Maurer, S. Stephan, H. Hasse: The unexpected liquid−liquid equilibrium behavior of mixtures of water and isoprenol, Thermodynamik-Kolloquium, Chemnitz, 26.09.-28.09.2022.
• J. Phuong, R. Kircher, S. Mross, H. Hasse, K. Münnemann: Overhauser DNP for Online NMR Spectroscopy, 19th European Magnetic Resonance Congress (EUROMAR), Glasgow, 09.07.-13.07.2023.
• S. Mross, S. Schmitt, B. Kunstmann, D. Bellaire, K. Münnemann, H. Hasse: Diffusion Coefficients in Mixtures of OME and Alkanes by NMR Spectroscopy, 14^th European Congress of Chemical Engineering and 7^th European Congress of Applied Biotechnology (ECCE&ECAB), Berlin, 17.09.-21.09.23.
• S. Mross, Z. Romero, K. Münnemann, F. Jirasek, H. Hasse: Measurement and Prediction of Self-Diffusion Coefficients with NMR Spectroscopy and Active Learning Strategies, Thermodynamik-Kolloquium, Hannover, 25.09.-27.09.2023.
• S. Mross, S. Schmitt, S. Stephan, K. Münnemann, H. Hasse: Measurement and Modeling of Diffusion Coefficients in Mixtures of Poly(oxymethylene) Dimethyl Ethers with Alkanes by NMR Spectroscopy and Entropy Scaling, 20^th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids (DSL), Barcelona, 24.06.-28.06.2024.
• S. Mross, R. Kircher, H. Hasse, K. Münnemann: Quantitative Analysis in Continuous Flow Benchtop ¹H NMR with Paramagnetic Relaxation Enhancement, 6th qNMR Summit, Buchs SG, 18.09.-20.09.2024.
• S. Mross, H. Hasse, K. Münnemann: Quantitative Analysis of Flowing Mixtures using Benchtop NMR Spectroscopy with Paramagnetic Relaxation Enhancement, Quantitative NMR Methods for Reaction and Process Monitoring (NMRPM), Kaiserslautern, 31.03.-02.04.2025.

Poster

• S. Mross, D. Bellaire, K. Münnemann, H. Hasse: Self-Diffusion Coefficients in Mixtures of OME with Alkanes, (Bio)Process Engineering 2022 - A Key to Sustainable Development, Aachen, 12.09.-15.09.2022.
• J. Phuong, S. Mross, D. Bellaire, H. Hasse, K. Münnemann: Determination of Self-Diffusion Coefficients in Mixtures with Benchtop ¹³C NMR-Spectroscopy. Thermodynamik-Kolloquium, Chemnitz, 26.09.-28.09.2022.
• S. Mross, D. Bellaire, M. Kohns, K. Münnemann, H. Hasse: Self-Diffusion Coefficients in Mixtures of OME with Alkanes, Thermodynamik-Kolloquium, Chemnitz, 26.09.-28.09.2022.
• S. Mross, R. Kircher, H. Hasse, K. Münnemann: Quantitative Analysis in Continuous Flow Benchtop ¹H NMR by Paramagnetic Relaxation Enhancement, Quantitative NMR Methods for Reaction and Process Monitoring (NMRPM), Kaiserslautern, 24.05.-26.05.2023.
• S. Mross, D. Bellaire, K. Münnemann, H.Hasse: Mutual Diffusion Coefficients by NMR spectroscopy. 19^th European Magnetic Resonance Congress (EUROMAR), Glasgow, 09.07.-13.07.2023.
• J. Phuong, R. Kircher, S. Mross, H. Hasse, K. Münnemann: Overhauser DNP for Online NMR Spectroscopy, 19^th European Magnetic Resonance Congress (EUROMAR), Glasgow, 09.07.-13.07.2023.
• J. Phuong, S. Mross, H.Hasse, K. Münnemann: A New Method to Determine Self-Diffusion Coefficients in Complex MIxtures with Benchtop ¹³C NMR Spectroscopy. Small Molecule NMR Conference 2023 (SMASH),Baveno, Italien, 17.09.-20.09.2023.
• S. Mross, R. Kircher, H. Hasse, K. Münnemann: Quantitative Analysis in Continuous Flow Benchtop ¹H NMR with Paramagnetic Relaxation Enhancement and Overhauser Dynamic Nuclear Polarization, 45th FGMR Annual Discussion Meeting, Rostock, 09.09.-13.09.2024.
• P.Zittlau, S.Mross, D. Gond, M. Kohns: Molecular Models for Lithium Ion Battery Electrolytes: Cyclic Carbonate Solvents and Lithium Salts, Thermodynamik-Kolloquium, Stuttgart, 25.09.-27.09.2024.
• S. Mross, R. Kircher, H. Hasse, K. Münnemann: Quantitative Analysis in Online Benchtop NMR Spectroscopy by Paramagnetic Relaxation Enhancement, Reaction Monitoring Symposium 2025, Bath, 28.01.2025.