AiF-FV-Nummer 17660 N

Entwicklung eines Verfahrens zur Abscheidung von Nanopartikeln aus der Gasphasensynthese in Flüssigkeiten

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.01.2013 bis 31.12.2015

Forschungsstellen

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

Zusammenfassung

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens, mit dem in der Gasphase synthetisierte Nanopartikel mit ihren spezifischen Eigenschaften unmittelbar und in kontinuierlicher Prozessführung nahezu vollständig in die flüssige Phase übertragen werden. Auf diese Weise sollen hochspezifische evtl. noch durch Beschichtungsverfahren nachbehandelte Nanopartikel hergestellt werden können, die ihre herausragenden Eigenschaften auch in der Flüssigphase beibehalten und damit neue Einsatzfelder eröffnen. Für die Abscheidung werden die Prinzipien thermophoretische und elektrostatische Abscheidung sowie heterogene Kondensation bzw. eine Kombination aus diesen angewendet und untersucht. Die Bewertung der Effektivität der Prozesse findet anhand von Messung der Partikelanzahlverteilungen sowohl in der Gasphase als auch in der Flüssigphase statt. Ergänzende Analysenmethoden wie Zetapotential- und BET-Messungen ermöglichen die Charakterisierung der erhaltenen Suspensionen. Begleitende CFD-Simulationen unterstützen die Versuchsplanung und die theoretische Durchdringung der Phänomene mit Hilfe von Modellen. Bezüglich der chemischen Zusammensetzung wird der Fokus zunächst auf Substanzen mit einem breiten Anwendungsspektrum wie Kohlenstoff, TiO2 und SiO2 gelegt. Ziel ist es schließlich, die Nanopartikel mit neuartigen Eigenschaften in prozessierbare und bekannte Flüssigkeiten zu überführen, um die Herstellung neuer, innovativer Produkte zu ermöglichen und zu vereinfachen. Die angestrebten Projektergebnisse sind für alle Bereiche relevant, bei denen die Funktion wesentlich von Oberflächen und Grenzflächen mitbestimmt wird. Dazu zählen in der Energietechnik u. a. die Herstellung von Katalysatoren, Photovoltaik-Technologie, Batterietechnik, Brennstoffzellentechnik und Thermoelektrik. Weitere Anwendungsgebiete sind z. B. die Herstellung von Lacken und Beschichtungsmaterialien. In diesen Branchen ist mit einer relativ schnellen Umsetzung in konkrete Produkte zu rechnen.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente