AiF-FV-Nummer 20305 N

Mehrphasenströmungssimulation zur verfahrenstechnischen Optimierung der Herstellung prozessierbarer Dispersionen aus hochspezifischen gasgetragenen Nanopartikeln mittels direkter Überführung in Trägerflüssigkeiten (ODIN)

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.03.2019 bis 31.12.2021

Forschungsstellen

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

Zusammenfassung

Hochspezifische partikuläre Nanomaterialien sind für zahlreiche ressourcenschonende und energieeffiziente Anwendungen hervorragend geeignet. In der Gasphase synthetisierte, hochreine Nanopartikel neigen bei Trockenabscheidung zur Agglomeration/Aggregation. Das Redispergieren ist aufwändig und führt häufig nicht zur gewünschten Qualität der Dispersion. Daher ist die Nassabscheidung der Partikel im direkten Anschluss an die Synthese zur Herstellung stabiler, prozessierbarer Dispersionen für KMUs höchst attraktiv. Im Vorhaben ODIN soll das Verfahren zur Herstellung von Dispersionen aus hochspezifischen gasgetragenen Nanopartikeln mittels direkter Überführung in Trägerflüssigkeiten durch ein weiterentwickeltes numerisches Werkzeug optimiert werden. Durch den integrativen Ansatz von numerischen Simulationen (Euler-Lagrange-Ansatz) und experimentellen Untersuchungen mittels Nasselektroabscheider kann ein Zusammenhang zwischen Prozessparametern und Partikelanreicherung in der Flüssigkeit sowie der Stabilität der Dispersion hergestellt werden. Dabei soll die Überführung der Partikeln aus der Gasphase in Trägerflüssigkeiten soweit optimiert werden, dass eine Agglomeration der Partikel verhindert und somit eine stabile Dispersion für die industrielle Weiterverarbeitung erlangt wird. Die Herstellung derartiger Dispersionen bietet KMUs die Möglichkeit, ihr Angebotsspektrum um dieses wirtschaftlich äußerst attraktive Produkt zu erweitern. Darüber hinaus ermöglicht die Verfügbarkeit geeigneter und stabiler Dispersionen Unternehmen erstmals die Verarbeitung hochspezifischer Nanomaterialien und eröffnet somit potentiell neue Geschäftsfelder.

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.

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