HomeNewsletterAboSpringer Automotive MediaMediadatenKontakt

Home > Aktuell > Nachrichten

Synthese industrierelevanter Mengen hochwertiger Nanoteilchen

Mit der möglichst energieeffizienten und umweltschonenden Herstellung industrierelevanter Mengen von hochwertigen Nanoteilchen befasst sich das EU-Verbundprojekt Buonapart-E. Diese Abkürzung steht für den Projekttitel "Better Upscaling and Optimisation of Nanoparticle and Nanostructure Production by Means of Electrical Discharges". Angelaufen ist die Forschung unter der Leitung von Professor Dr. Einar Kruis (Bild) vom Center for Nanointegration (Cenide) der Universität Duisburg-Essen (UDE) am 1. Februar 2012. Zu den 21 Projektpartnern aus Industrie und Forschung gehören unter anderem die Universitäten Lund (Schweden), Delft (Niederlande) und Tampere (Finnland) sowie der Stahlkonzern Thyssen Krupp. Von den 10,4 Millionen Euro Projektmitteln kommen 7,8 Millionen von der Europäischen Union (EU). Die Gruppe um Cenide-Professor Kruis erhält 1,48 Millionen. Diese Chance will Buonapart-E nun nutzen, um den Prozess der Nanopartikelsynthese so zu gestalten, dass künftig auch Mengen von 100 Kilogramm pro Tag produziert werden können - bei gleichbleibender Qualität und derselben Energieeffizienz. In der Automobilindustrie könnte die Nanopartikelsynthese laut Professor Kruis Entwicklungen wie harte, verschleißarme Beschichtungen mit minimaler Reibung für den Einsatz in Motoren beeinflussen. Auch katalytische Anwendungen beispielsweise in Katalysatoren oder in Brennstoffzellen könnten davon profitieren. Sie könnten über mehr reaktive Fläche durch die große Oberfläche von nanostrukturierten Materialien verfügen.

Die Wissenschaftler bedienen sich für die Synthese bei den im kleinen Maßstab bereits etablierten Verdampfungsmethoden. Dabei werden durch Funkenschlag oder Plasmaentladung kleine Partikel gebildet. Solch ein Prozess ist sowohl sicher als auch flexibel, sodass es möglich ist, in kürzester Zeit durch Austausch der Elektroden ein anderes Material in Form von Nanopartikeln herzustellen. Dass es sich dabei um ein geschlossenes System handelt, habe zwei Vorteile: Erstens könne das Trägergas, das die fertigen Nanopartikel umgibt, immer wieder verwendet werden, zweitens sei die Erzeugung metallischer Partikel möglich. Elektrischer Strom werde lediglich für die elektrischen Entladungen und für die Pumpen, die das Gas recyceln, benötigt.

"Immer wieder gibt es in der wissenschaftlichen Gemeinschaft neue Ansätze, wie man Nanopartikel synthetisieren kann", erklärt Projektkoordinator Kruis. "Für wissenschaftliche Zwecke mögen diese Methoden auch alle gut geeignet sein, aber es ist unwahrscheinlich, dass diese Prozesse auf industrielle Dimensionen zu erweitern sind. Das kann nur in einer interdisziplinären Kooperation zwischen Wissenschaftlern, industriellen Technologieanbietern und Endverbrauchern gelingen, so wie wir sie nun aufgebaut haben."

Ziel ist, einzelne Syntheseeinheiten zu optimieren, parallel zu schalten und auf diese Weise die Produktionsmenge zu erhöhen, ohne den relativen Energieverbrauch zu steigern oder Qualitätsverluste hinzunehmen. Die Projektlaufzeit beträgt vier Jahre.
Metadaten anzeigen: Autor verbergen | Schlagworte