AiF-FV-Nummer 22291
Prozessierbare Dispersionen aus hochspezifischen gasgetragenen Nanopartikeln durch Elektrophorese: Direkte Herstellung basierend auf optischer und numerischer Fallfilm-Charakterisierung sowie maßgeschneiderte Anpassung der kontinuierlichen Phase
Status & Laufzeit
Laufend: 01.03.2022 bis 28.02.2025
Forschungsstellen
Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
http://www.iuta.deUniversität Duisburg-Essen Fakultät Ingenieurwissenschaften Institut für Verbrennung und Gasdynamik
Lotharstr. 1, 47048 Duisburg
http://www.uni-due.de/ivgUniversität Duisburg-Essen Institut für Verbrennung und Gasdynamik Lehrstuhl Particle Science and Technology
Lotharstr. 1, 47048 Duisburg
http://www.uni-due.de/ivg/segets-group/
Zusammenfassung
Hochspezifische partikuläre Nanomaterialien und skalierbare Prozesse für deren wirtschaftliche Herstellung werden für zahlreiche ressourcenschonende und energieeffiziente Anwendungen dringend benötigt. Allerdings neigen Nanopartikel aus der Gasphase bei Trockenabscheidung zur Agglomeration/Aggregation. Das Aufbrechen der Agglomerate durch Redispergierung ist aufwändig und führt häufig nicht zur gewünschten Dispersionsqualität. Daher ist die Nassabscheidung der Partikel im direkten Anschluss an die Synthese zur Herstellung stablier, prozessierbarer Dispersionen für KMUs höchst attraktiv. Im Projekt PRODIS soll eine kontinuierliche Überführung von Nanopartikeln nach Gasphasensynthese in Flüssigkeiten durch Elektrophorese basierend auf optischer und numerischer Fallfilmcharakterisierung sowie maßgeschneiderter Fluid- und Partikel(oberflächen)eigenschaften entwickelt werden. Die Untersuchungen basieren auf einem integrativen Ansatz, bei dem experimentelle Versuche im Labormaßstab und numerische Simulationen verknüpft werden, um die skalierte Partikelabscheidung mittels Nasselektroabscheider im Technikumsmaßstab zu realisieren. Dabei soll der Phasentransfer von Partikeln aus der Gasphase in Trägerflüssigkeiten soweit maßgeschneidert werden, dass eine kontinuierliche Herstellung prozessierbarer Dispersionen für die industrielle Weiterverarbeitung durch KMUs erreicht wird. Die Entwicklung einer für eine große Bandbreite an Materialien anwendbaren Verfahrenstechnik zur Herstellung prozessierbarer Nanodispersionen mit maßgeschneiderten Fluid- und Partikel(oberflächen)eigenschaften bietet KMUs die Möglichkeit, ihr Angebotsspektrum um eine Vielzahl an wirtschaftlich äußerst attraktiven Produkten zu erweitern und sich schnell auf neue Anwendungsfelder einzustellen. Darüber hinaus ermöglicht die Verfügbarkeit anwendungsspezifischer und stabiler Dispersionen KMUs 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.