AiF-FV-Nummer 21832

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

Ausstehend

Forschungsstellen

  • Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V.
    Bliersheimer Str. 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

  • Universität Duisburg-Essen Fakultät Ingenieurwissenschaften Institut für Verbrennung und Gasdynamik
    Lotharstr. 1, 47048 Duisburg
    http://www.uni-due.de/ivg

  • Universität Duisburg-Essen Institut für Verbrennung und Gasdynamik Juniorprofessur Verfahrenstechnik elektrochemischer Funktionsmaterialien
    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.