Prof. Scheffler

Prof. Dr. rer. nat. Franziska Scheffler

Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik (FVST)
Institut für Chemie (ICH)
Universitätsplatz 2, 39106 Magdeburg, G16-111
Projekte

Abgeschlossene Projekte

MEMoRIAL-M2.9 | Preparation and testing of phase change materials for thermal storage
Laufzeit: 01.01.2018 bis 31.12.2021

Latent heat storage can be achieved by the phase transition of a large number of different materials (PCMs). Depending on the desired temperature range organic substances, salt hydrates, salts, or even metals can be utilised within this context.
For the purpose of technical application, the PCM has to be embedded in a higher melting containment.

The objective of this sub-project is to develop new processing routes in order to produce mechanically stable PCM beads covered with a polymer-derived ceramic layer. The project will encompass the coating of different types of PCMs, a detailed characterisation and testing, as well as the investigation of the "structure-properties" correlation.
A special focus will be directed towards the mechanical stability of the composite material during temperature cycling.

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MEMoRIAL-M2.10 |Preparation and testing of thermoelectric materials
Laufzeit: 01.02.2017 bis 30.04.2021

Background
Through the possibility of printing thermoelectric (TE) materials, the specific applications in the field of waste heat recovery can be expanded. A major challenge here is the production of printed TE legs with low thermal conductivity ( ) and a simultaneously high power factor.

Objective
>> Development of a printing process for self-supporting chalcogenide layers as well as the increase of the thermoelectric transport properties

Methods
>> Use of the doctor blading printing technique as a basis with a self-developed colloid disperse printing ink through a wet grinding process by using an organic solvents and a final sintering step for compaction

Results
TE legs were printed as microlayers (50 x 50 x 0.13 mm3) based on a colloidal ink (made of Sb2Te3). A power factor up to 2097 µW/mK2 was determined by 4-point and Seebeck voltage measurements. Hot-disk measurements show a drastic reduction of layer = 0.05 W/mK (by implementing phonon scattering mechanism) compared to the bulk as well as the predictions from our own DFT simulations. Rietveld analyses prove Sb2O3 contents, which can be directly attributed to the organic solvent in the printing ink and could be qualitatively confirmed as crystalline inclusions by EDS as well as SEM measurement. TEM images also show encapsulation of the formed nanostructures.

Conclusions
Considering other recent printing techniques in thermoelectrics, doctor blading showed a power factor increase of up to 65 % compared to screen printing and up to a 17 times power factor increase compared to dispenser printing.

Originality
The research results enable a new approach to the implementation of thermoelectric generators based on printed materials for waste heat recovery.

Keywords
Printing, doctor blading, thermoelectric, power factor, waste heat recovery

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TiO2-beschichtete Glasschäume für die Abwasserreinigung
Laufzeit: 01.10.2011 bis 31.12.2014

TiO2-Nanopartikel stellen effiziente photoaktive Katalysatoren für die Zersetzung von organischen Schadstoffen dar. Die Fixierung der Partikel auf einem zellularen (porösen), lichtdurchlässigen Festkörper könnte den technischen Einsatz dieser Materialien wesentlich vereinfachen und die Effizienz erheblich steigern. Hierzu werden polymerabgleitete keramische Schäume entwickelt, denen Glas als Füllstoff zugesetzt wird. Über die Variation der Ausgangsstoffe und der Prozessbedingungen können Struktur und Eigenschaften der Schaumkomposite in weiten Bereichen beeinflusst werden.

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Energieeffiziente Thermoelektrische Generatoren durch Material- und Fertigungsoptimierung
Laufzeit: 01.04.2010 bis 30.09.2014

Basierend auf dem prinzipiellen Funktionsnachweis der Herstellung thermoelektrisch aktiver Schichten aus Suspensionen, werden thermoelektrische Tapes mittels Tapecasting und weiteren Druck- undBeschichtungsverfahren erzeugt. Ziel ist es eine kostengünstige Technologie für die großflächige Verarbeitung von TE-Materialien zu entwickeln.

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Masterplan zur autarken Energieversorgung der Gemeinde Biederitz
Laufzeit: 01.03.2013 bis 30.06.2014

Die Gemeinde Biederitz hat sich zum Ziel gesetzt, bis zum 31.12.2022, den gesamten Energiebedarf durch regional erzeugte Energie aus erneuerbaren Energiequellen zu decken. Um die entsprechenden Voraussetzungen zu schaffen, arbeiten die Gemeinde, der Verein zur Förderung erneuerbarer Energien im Jerichower Land (VEE) und die Otto-von-Guericke-Universität in einem gemeinsamen Projekt zusammen. Inhalt des Projektes ist die Entwicklung eines Masterplans für die Umsetzung des Ziels der Gemeinde Biederitz, bis zum 31.12.2022 die autarke Versorgung mit erneuerbaren Energien umzusetzen.

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Silangestützte MOF-Schichten
Laufzeit: 01.07.2010 bis 30.06.2013

Die Substanzklasse der metall-organischen Koordinationspolymere steht momentan im Fokus vieler weltweiter Forschungsaktivitäten, hauptsächlich im Hinblick auf die Anwendbarkeit solcher Systeme bei Gasspeicherung und -separation, der Katalyse oder der Wirkstofffreisetzung ( drug delivery ). MOFs bestehen aus einem organischen Teil (Linker/Ligand) und Metall-Ionen oder Metalloxid-Clustern (Knoten), welche sich zu dreidimensionalen Netzwerken verbinden. Sie können sehr große (innere) Oberflächen aufweisen, die genutzt werden können. Hierbei ist besonders interessant, dass durch den modularen, hybriden Aufbau der MOFs eine einfache post-synthetische Modifizierung ermöglicht wird. Da MOFs bei der Synthese stets als feine Pulver anfallen, sind sie zumeist in ihrer as synthesised-Form für eine industrielle Anwendung nicht geeignet. Es ist deshalb nötig die Materialien durch Trägerung oder Formgebung in eine besser verwendbare Form zu bringen. Eine Möglichkeit der Trägerung stellt die silangestützte Beschichtung von Gläsern dar, bei der das MOF-Material durch geeignete Zwischenschichten chemisch auf dem Untergrund verankert wird. Hierbei können speziell geformte Substrate zum Einsatz kommen, die nach der Beschichtung den Einsatz der MOF-Materialien in verschiedenen Reaktortypen ermöglichen.

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Darstellung und Charakterisierung neuer Boroarsenate
Laufzeit: 01.07.2009 bis 31.12.2012

Boroarsenate ähneln strukturell den Silicaten, da beide Verbindungsklassen als Grundbaueinheiten TO4-Einheiten (T = B, As, Si) aufweisen. Durch die nahezu unbegrenzten Möglichkeiten durch Eckenverknüpfung aus diesen Tetraederbausteinen verschiedene strukturelle Baueinheiten zu erhalten ist eine unendlich große Variabilität dieser Verbindungsklassen denkbar. Solche Gerüstverbindungen unterschiedlicher chemischer Natur werden in vielerlei Hinsicht zur Anwendung gebracht. Man unterscheidet dabei nicht-poröse und poröse Systeme, wobei die porösen Systeme z. B. zur Gasreinigung- und speicherung oder zur heterogenen Katalyse eingesetzt werden. Nicht-poröse Systeme können z. B. als Grundstrukturen für Lumineszenzkonversionsfarbstoffe dienen. Der Einbau von unterschiedlichen Tetraederzentren in Tetraedernetzwerkstrukturen bedingt oft die Ausbildung von Gerüsten mit modifizierten Eigenschaften, die somit besser an potentielle Anwendungen angepasst sein können. Auf dem Gebiet der Boroarsenate (T = B, As) sind erst relativ wenige Verbindungen ausreichend charakterisiert. Durch die Untersuchung der Boroarsenate soll das strukturelle Potential der Verbindungsklasse ausgelotet werden. Hierbei werden die neuen Strukturen sowohl mit Röntgen- als auch mit Neutronenbeugung untersucht, wobei gekoppelte Verfeinerungen zur genaueren Lokalisierung von Wasserstoffatomen angewendet werden. Wasserstoffatome liegen als Gerüst-OH-Gruppen oder in eingelagerten Wassermolekülen vor und können die Eigenschaften der Verbindungen einschneidend beeinflussen.

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Neuartige thermoelektrische Generatoren
Laufzeit: 01.10.2008 bis 31.12.2010

Eine Alternative zur bislang hauptsächlich eingesetzten Verarbeitungstechnologie thermoelektrischer Materialien, dem Heißpressen von Pulvern, ist die Aufbringung von dünnen Schichten eines TE-Materials aus Suspensionen auf verschiedene Trägersubstrate. Neben der prinzipiellen Vereinfachung der Prozessierung und somit einer Kostenreduktion bei der Bauteilherstellung und der dadurch gegebenen Möglichkeit der Fabrikation großflächiger TEGs, kann die Dünnschichttechnologie auch zu einer weiteren Effizienzsteigerung des Materials selbst führen.

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Publikationen

2023

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Investigation of Island Growth on fluidized particles coated by means of aerosol

Akbas, Serap; Chen, Kaicheng; Hoffmann, Torsten; Scheffler, Franziska; Tsotsas, Evangelos

In: Processes - Basel : MDPI, Bd. 11 (2023), Heft 1, Artikel 165, insges. 18 S.

2021

Dissertation

Keramikschäume mit hoher Stegporosität

Dammler, Kathleen; Scheffler, Michael; Scheffler, Franziska

In: Magdeburg: Universitätsbibliothek, 2021, 1 Online-Ressource (XVIII, 257 Seiten, 111,81 MB), Illustrationen

2020

Begutachteter Zeitschriftenartikel

High-perfomance doctor bladed thermoelectric microlayers

Künzel, Christian; Dammler, Kathleen; Betke, Ulf; Urbaschok, Jens; Scheffler, Franziska

In: Materials and design - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, Volume 196 (2020), article 109087

2019

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Thermische Energiespeicher - Trends, Entwicklungen und Herausforderungen - Thermal energy storage - trends, developments and challenges

Scheffler, Franziska

In: Chemie - Ingenieur - Technik - Weinheim: Wiley-VCH Verl., Bd. 91 (2019), 9, S. 1219-1228

2018

Dissertation

Processing and characterization of tailor-made superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIO-NPs) for pharmaceutical applications

Khalid, Muhammad Kamran; Wachem, Berend; Scheffler, Franziska

In: Magdeburg, 2018, xx, 158 Seiten, Illustrationen, Tabellen, Diagramme

Dissertation

Entwicklung und Testung modifizierter photokatalytisch aktiver TiO2-Beschichtungen für Glasformkörper

Radicke, Susann; Scheffler, Franziska; Seidel-Morgenstern, Andreas

In: Magdeburg, 2018, XXV, 198 Seiten, Illustrationen, Tabellen, Diagramme, 30 cm

2017

Abstract

Synthesestrategien für thermoelektrische Mikroschichten

Künzel, Christian; Scheffler, Franziska

In: Nachrichten aus der Chemie: Zeitschrift der Gesellschaft Deutscher Chemiker - Weinheim: Wiley-VCH, 2000, Bd. 65.2017, 11

Buchbeitrag

Hochleistungskeramiken für nachhaltige Wärmespeicherung und Kälteerzeugung

Betke, Ulf; Lieb, Alexandra; Rannabauer, Stefan; Scheffler, Franziska; Scheffler, Michael

In: Hochleistungskeramik 2017 / Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e. V. / Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e. V. - Lampertheim : ALPHA Informationsgesellschaft mbH , 2017 ; Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e. V., S. 22-27

Buchbeitrag

Ein nachhaltiger Baustein im Fundament unseres Energiehaus(halt)es - Wärmespeicherung und Wärmetransformation

Betke, Ulf; Lieb, Alexander; Rannabauer, Stefan; Scheffler, Franziska; Scheffler, Michael

In: 16. Sommerkurs Werkstoffe und Fügen - Magdeburg, 08. und 09. September 2017 , 2017 , korrigierte Auflage - Magdeburg : Universitätsbibliothek , 2017 ; Mook, Gerhard, S. 31-38

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Tailored surface properties of ceramic foams for liquid multiphase reactions

Schelm, Katja; Schwidder, Michael; Samuel, Janis; Scheffler, Franziska; Scheffler, Michael

In: Advanced engineering materials - Weinheim: Wiley-VCH Verl., Bd. 19 (2017), 10

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Impact of slurry composition on properties of cellular alumina - a computed tomographic study

Betke, Ulf; Dalicho, Sebastian; Rannabauer, Stefan; Lieb, Alexandra; Scheffler, Franziska; Scheffler, Michael

In: Advanced engineering materials - Weinheim: Wiley-VCH Verl., Bd. 19 (2017), 10

Dissertation

Einfluss der Oberflächenmodifizierung auf die Fließeigenschaften von kohäsiven Schüttgütern

Todorova, Zinaida Ivanova; Scheffler, Franziska; Krüger, Manja

In: Barleben: docupoint Verlag, 2017, X, 136 Seiten, Illustrationen, Diagramme - (Docupoint Wissenschaft; Micro-macro transactions; Volume 29)

2016

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Silane functionalized open-celled ceramic foams as support structure in metal organic framework composite materials

Betke, Ulf; Proemmel, Steven; Rannabauer, Stefan; Lieb, Alexandra; Scheffler, Michael; Scheffler, Franziska

In: Microporous and mesoporous materials: the official journal of the International Zeolite Association - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, 1998, Bd. 239.2016, S. 209-220

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Manufacturing of an electrically conducting cellular Cu-SiC material by metal salt infiltration and chemical reduction (MESCAL)

Betke, Ulf; Sharma, Kashyapa S. K.; Rodak, Andreas; Rannabauer, Stefan; Lieb, Alexandra; Scheffler, Franziska; Scheffler, Michael

In: Materials letters: an interdisciplinary journal devoted to rapid communications on the science, applications, and processing of materials - New York, NY [u.a.]: Elsevier, 1982, Bd. 185.2016, S. 201-203

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Manufacturing of reticulated open-cellular aluminum nitride ceramic foams from aqueous AlN suspensions

Betke, Ulf; Lieb, Alexandra; Scheffler, Franziska; Scheffler, Michael

In: Advanced engineering materials - Weinheim: Wiley-VCH Verl., Bd. 19 (2017), 3, insges. 8 S., 2016

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Rheology and crosslinking of a low-viscosity SiOC preceramic polymer

Reschke, Verena; Bordia, Rajendra K.; Scheffler, Franziska; Scheffler, Michael

In: Ceramics international - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, 1995 . - 2016

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Micro-macroporous composite materials - SiC ceramic foams functionalized with the metal organic framework HKUST-1

Betke, Ulf; Proemmel, Steven; Eggebrecht, Jakob G.; Rannabauer, Stefan; Lieb, Alexandra; Scheffler, Michael; Scheffler, Franziska

In: Chemie - Ingenieur - Technik: CIT - Weinheim: Wiley-VCH Verl., 1949, Bd. 88.2016, 3, S. 264-273

Dissertation

Modellierung des Kontaktverhaltens feiner adhäsiver Partikel

Mader-Arndt, Katja; Scheffler, Franziska; Altenbach, Holm

In: Barleben: docupoint Verlag, 2017, XII, 171 Seiten, Illustrationen, Diagramme, 21 cm - (Docupoint Wissenschaft; Micro-macro transactions; volume 26)

2015

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Direct crystallization of silicoaluminophosphates onto the surface of open-celled SiC foam

Bauer, Carolin; Scheffler, Franziska; Schwidder, Michael

In: Advanced engineering materials - Weinheim: Wiley-VCH Verl., Bd. 17 (2015), 5, S. 656-662

Dissertation

Simulation der Filtrations- und Konsolidierungsdynamik ultrafeiner Partikelsysteme mittels Kombination von Partikelmechanik - Diskrete-Elemente-Methode und Fluiddynamik

Stein, Sören; Scheffler, Franziska

In: Barleben: docupoint Verlag, 2016, XIV, 148 Seiten, Illustrationen, Diagramme, 21 cm - (Micro-macro transactions; Volume 20)

2014

Dissertation

Direct conversion of ethene to propene on Ni-alumino-mesostructured catalysts - synthesis, characterization and catalytic testing

Alvarado Perea, Leo; Seidel-Morgenstern, Andreas; Scheffler, Franziska

In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2014, 161 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 149-154]

2011

Dissertation

Synthese und Untersuchungen zum Bildungsmechanismus sowie zur Charakterisierung bindemittelfreier zeolithischer Molekularsiebe vom Typ Faujasit

Schumann, Kristin; Scheffler, Franziska; Seidel-Morgenstern, Andreas

In: Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2011, XII, 105 S., Ill., graph. Darst., 30 cm

Dissertation

Enantiomerentrennung mit molekular geprägten, monolithischen Polymerphasen

Seebach, Axel; Seidel-Morgenstern, Andreas; Scheffler, Franziska

In: Zugl.: Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2011: Barleben: docupoint Verl., 2012, XII, 183 S., graph. Darst., 21 cm

Originalartikel in begutachteter internationaler Zeitschrift

Novel open-cellular glass foams for optical Applications

Ohl, Christiane; Kappa, Mathias; Wilker, Viola; Bhattacharjee, Sarama; Scheffler, Franziska; Scheffler, Michael

In: Journal of the American Ceramic Society. - Malden [u.a.] : Blackwell Publishing, Bd. 94.2011, 2, S. 436-441

Originalartikel in begutachteter internationaler Zeitschrift

In situ carbon nanotube formation in templated pores of polymer-derived ceramics

Terry, Craig S.; Scheffler, Franziska; Torrey, Jessica D.; Bordia, Rajendra K.; Scheffler, Michael

In: Advanced engineering materials. - Weinheim : Wiley-VCH, Bd. 13.2011, 9, S. 906-912

Originalartikel in begutachteter internationaler Zeitschrift

Novel-type inorganic foams from preceramic polymers with embedded titania nanoparticles for photo-catalytic applications

Bhattacharjee, Sarama; Ranjan Das, Pratik; Ohl, Christiane; Wilker, Viola; Kappa, Mathias; Scheffler, Franziska; Scheffler, Michael

In: Advanced engineering materials. - Weinheim : Wiley-VCH, Bd. 13.2011, 11, S. 996-1001

2010

Buchbeitrag

Coatings

Scheffler, Franziska; Torrey, Jessica

In: Polymer derived ceramics: from nano-structure to applications / ed. by: Paolo Colombo ... - Lancaster, Pa.: DEStech Publications . - 2010, S. 358-368

Dissertation

Einfluss der Lösungsmittelzusammensetzung auf Adsorptionsgleichgewichte und den Verlauf chromatographischer Trennungen

Gueorguieva, Ludmila; Seidel-Morgenstern, Andreas; Scheffler, Franziska

In: Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2010, 195 S., graph. Darst., 21 cm

Dissertation

Analysis of the potential of nonlinear solvent gradients in preparative chromatography

Hamza, Andualem Damtew; Seidel-Morgenstern, Andreas; Scheffler, Franziska

In: Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2010, VII, 132 Bl., Ill., graph. Darst., 30 cm

2009

Originalartikel in begutachteter internationaler Zeitschrift

Polymer derived ceramic tapes as substrate and support for zeolites

Scheffler, Franziska; Scheffler, Michael

In: Advances in applied ceramics - Abingdon: Taylor & Francis, Bd. 108 (2009), 8, S. 468-475

Originalartikel in begutachteter internationaler Zeitschrift

Micropatterned ceramic surfaces by coating with filled preceramic polymers

Stern, Edda; Heyder, Madeleine; Scheffler, Franziska

In: Journal of the American Ceramic Society: incorporating Advanced ceramic materials and communications ; a monthly publication devoted to the arts and sciences related to ceramics/ American Ceramic Society - Malden [u.a.]: Blackwell Publishing, Bd. 92 (2009), 10, S. 2438-2442

Originalartikel in begutachteter internationaler Zeitschrift

Crystallization of zeolite MFI under supergravity, studied in situ by 11B MAS NMR spectroscopy

Romanova, E. E.; Scheffler, Franziska; Freude, D.

In: Microporous and mesoporous materials: zeolites, clays, carbons and related materials ; the official journal of the International Zeolite Association - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Bd. 126 (2009), 3, S. 268-271

Nicht begutachteter Zeitschriftenartikel

Neuartige Glasschäume mit hoher optischer Transparenz

Ohl, Christiane; Kappa, Mathias; Olschewski, Christina; Wilker, Viola; Bhattacherjee, Sarama; Scheffler, Franziska; Scheffler, Michael

In: Forum der Forschung - Cottbus: BTU . - 2009, 22, S. 133-138

Kooperationen
  • Max-Planck-Institut Magdeburg, Computational Methods in Systems and Control Theory (CSC), Data, Infrastructure, Software & Computing (DISC), u. a. Martin Köhler
  • OVGU/FMB/IWF, u. a. Dr. Ulf Betke
  • OVGU/FNW/IfP, Dr. Gordon Schmidt, Peter Veit
  • OVGU/FVST/IfV, Dr.-Ing. Andreas Schlinkert
  • Verein zur Förderung erneuerbarer Energien im Jerichower Land (VEE)
Profil
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Service
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Vita

Seit 10/2009

Geschäftsführende Leiterin des Chemischen Instituts

10/2008

Übernahme des Lehrstuhls für Technische Chemie an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

10/2006-9/2008

Abteilungsleiterin Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern), Abteilung 3, Erlangen: Photovoltaik und Thermosensorik

4/2006-9/2006

Gruppenleiterin Materialien, Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern), Abteilung 3, Erlangen: Photovoltaik und Thermosensorik

8/2005-3/2006

wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Chemische Reaktionstechnik, FAU Erlangen

8/2003-7/2005

Feodor-Lynen-Stipendiatin der Alexander-von-Humboldt-Stiftung University of British Columbia, Vancouver, B.C. Arbeitsgruppe C. Fyfe

9/1998-7/2005

wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Chemische Reaktionstechnik, FAU Erlangen

6/1997-8/1998

Mutterschafts-/ Erziehungsurlaub

12/1995-5/1997

Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Technische Chemie

8/1994-11/1995

Mutterschafts-/ Erziehungsurlaub

6/1993-7/1994

Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Technische Chemie

9/1989-5/1993

Praxisaspirantur/Forschungsstudium, Technische Hochschule Leuna-Merseburg / Leuna-Werke, Abt. Katalysatoren/ Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Anorganische Chemie

9/1983-8/1989

Studium der Chemie an der Technischen Hochschule Leuna-Merseburg

Presse
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Letzte Änderung: 08.06.2023 - Ansprechpartner: Webmaster