An der TU Ilmenau stellte Andreas Winter seine Masterprojektarbeit im Studiengang Elektrochemie und Galvanotechnik erfolgreich vor. Gefördert durch das BMBF-Projekt DigiChrom, untersuchte er detailliert Chrom(III)-Komplexbildung in handelsüblichen Elektrolyten. Er erfasste mit In-situ-Mikrogravimetrie Massenänderungen während der Abscheidung und bestimmte per potentiometrischer Titration die Komplexverteilung. Ein theoriebasiertes mathematisches Modell validierte die experimentellen Befunde. Die daraus abgeleiteten Empfehlungen tragen zur Steigerung von Effizienz und Qualität in galvanischen Beschichtungsprozessen bei unter ökologischen Aspekten praktikabel.
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Potentiometrische Titration identifiziert Chrom(III)-Komplexe, quantifiziert thermodynamische und kinetische Gleichgewichte
Andreas Winter, Masterstipendiat für Elektrochemie und Galvanotechnik an der TU Ilmenau, verteidigte erfolgreich seine Projektarbeit im Rahmen des BMBF-geförderten DigiChrom-Projekts. Das Fachgebiet ECG Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen führte die Studie in Zusammenarbeit mit Industriebetrieben durch. Untersucht wurden die Bildung und Umlagerung von Chrom(III)-Komplexen in kommerziellen Elektrolyten unter praxisnahen Bedingungen. Mit In-situ-Mikrogravimetrie, potentiometrischer Titration und mathematischer Modellierung wurden Depositionsraten, Stromausbeute und Gleichgewichtsparameter charakterisiert. Die gewonnenen Erkenntnisse fördern energieeffiziente, umweltfreundliche, qualitativ hochwertige Chromabscheidungsprozesse industriell nachhaltig.
Untersuchung der Elektrolytalterung zeigt Einfluss auf Depositionsraten und Effizienz
Im Rahmen der Analyse setzte Winter In-situ-Mikrogravimetrie ein, um die Abscheidegeschwindigkeit und Stromausbeute eines Standard-Chrom(III)-Elektrolyten in Relation zu dessen Alterungsgrad zu bestimmen. Verschiedene simulierte Badzustände dienten der Trennung von Korrosions- und Alterungseinflüssen. Dank durchgehender Massenänderungsmessung entstanden detaillierte Datenreihen über Depositionsraten und Wirkungsgrad. Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen eine fundierte Justierung von Spannung, Temperatur und Badzusammensetzung zwecks Optimierung von Effizienz und Schichtgüte industrieller Galvanikprozesse. Sie liefern Grundlagen für effizientere, nachhaltige industrielle Galvanikprozesse.
Potentiometrische Titration und mathematisches Modell entschlüsseln Umlagerungsreaktionen im Elektrolyten
Potentiometrische Titration wurde eingesetzt, um die Zusammensetzung und Konzentration der Chrom(III)-Komplexe im Elektrolyten für verschiedene Alterungsstufen exakt zu bestimmen. Basierend auf den gewonnenen Konzentrationsprofilen wurde ein thermodynamisches Gleichgewichtsmodell aufgebaut, das die spektrale Verteilung der Komplexe abbildet. Eine anschließende Validierung mit einem mathematischen Reaktionsmodell, das beide kinetischen und thermodynamischen Einflussgrößen integriert, bestätigte die experimentell beobachteten Umlagerungsvorgänge im Elektrolytsystem. Die Integration beider Parameterbereiche ermöglicht eine Prozessmodellierung und unterstützt die Entwicklung effizienterer Beschichtungsprozesse.
Umfassende Chrom(III)-Komplexforschung liefert Grundlagen für nachhaltige industrielle Beschichtungstechnik heute
Die Untersuchungsergebnisse liefern umfassende Einsichten in die Gleichgewichtsbeziehungen und Reaktionskinetiken, die maßgeblich die Energieeffizienz und Schichtqualität bei Chrom(III)-Beschichtungen steuern. Durch den Einsatz hochauflösender Messmethoden und thermodynamischer Simulationen konnten Parameter identifiziert werden, die den Stromverbrauch senken und Zinkionenstabilisierungen minimieren. Diese Erkenntnisse ermöglichen es, Elektrolytzusammensetzungen und Betriebszyklen ökologisch nachhaltiger zu gestalten, Emissionsraten zu reduzieren und die Lebensdauer von Beschichtungsanlagen in industriellen Fertigungslinien zu verlängern, wodurch Ressourcenverbrauch signifikant gesenkt und Prozessstabilität erhöht wird.
Modellbasierte Validierung unterstützt Entwicklung stabilerer Elektrolytsysteme für industrielle Galvanikprozesse
Andreas Winters Masterprojektarbeit entstand im engen Austausch mit industriellen Partnern des BMBF-Projekts DigiChrom und liefert praxisrelevante Empfehlungen zur Optimierung kommerzieller Elektrolytsysteme. Er analysierte systematisch Komplexbildungsprozesse, Alterungseffekte und deren Einfluss auf Abscheideleistung unter realen Bedingungen. Die entwickelte Simulationsplattform ermöglicht es, Betriebsparameter zielgerichtet anzupassen und Wartungskonzepte zu optimieren. So erreichen Beschichtungsbetriebe höhere Durchsatzzahlen, reduzieren Ausfallzeiten und profitieren von deutlich verbesserter Energieeffizienz und Produktqualität. Langfristig stärkt dies die Wettbewerbsfähigkeit und reduziert ökologische Fußabdrücke.
