Dichtefunktional für Moleküle mit nicht-zentralem Dipol auf Basis einer anisotropen Störungstheorie

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Kai Langenbach
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik ; Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 322191849

In der Verfahrenstechnik spielen die thermophysikalischen Eigenschaften von Reinstoffen eine zentrale Rolle. Sie werden für beinahe jede Entwicklung, Design und Optimierung von Apparaten benötigt. Trotz großer Fortschritte in ihrer Beschreibung und Vorhersage mit sogenannten Zustandsgleichungen in den letzten Jahrzehnten, gibt es noch immer viele Stoffe, die nicht von den gängigen Theorien dieser Art beschrieben werden können. Dies gilt in verstärktem Maße, wenn nicht nur Reinstoffe, sondern auch Mischungen betrachtet werden. Als besonders schwierig in der Modellierung stellen sich Stoffe heraus, die einen polaren Charakter haben und darüber hinaus zu einer besonders starken Strukturbildung neigen. Der wohl bekannteste Vertreter dieser Klasse von Stoffen ist Wasser. Per se ist Wasser ein einfach aufgebautes Molekül. Dennoch gibt es bis heute keine Zustandsgleichung die sein Verhalten auf physikalischer Basis quantitativ beschreiben kann. Wasser hat trotz seines einfachen Aufbaus eine komplexe Ladungsverteilung, die nicht-zentrale Dipole beinhaltet. In der Literatur sind zwar Ansätze für zentrale Dipole bekannt, aber nicht für nicht-zentrale. In diesem Projekt soll ein solcher Ansatz für einfache Modellfluide entwickelt werden. Dies stellt einen Schritt in Richtung einer quantitativen theoretischen Beschreibung von Wasser und anderen polaren Stoffen mit Zustandsgleichungen dar. Das Projekt soll in Zusammenarbeit mit Walter G. Chapman an der Rice University in Houston, TX innerhalb eines Jahres realisiert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Walter G. Chapman