Risikoanalyse bei der Synthese nanoskalierter Partikel mittels Ultraschallsprühpyrolyse

Die Nanotechnologie wird zu den Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts gezählt. Sie umfasst Erkenntnisse über neue Funktionalitäten und Eigenschaften von Materialien und Werkstoffen. Die mechanischen, optischen, elektrischen und chemischen Eigenschaften dieser kleinsten Strukturen hängen nicht allein von der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials ab, sondern auch von Größe und Gestalt der Oberfläche. Ähnlich wie in der Informationstechnik gehen die Erforschung der physikalischen Grundlagen und die Entwicklung und Markteinführung erster Produkte Hand in Hand. Nanoskalierte Strukturierung von Elektroden und Katalysatoren zur Generierung großer Oberflächen zeigen, dass die Nanotechnik für die Produktfertigung in Schlüsselindustrien eine Voraussetzung für die Wettbewerbsfähigkeit ist. Die künftigen Fortschritte der Nanotechnologie sind entscheidend für die weitere Entwicklung der Industriesektoren Elektrotechnik, Chemie, Automobilbau und Informationstechnik. Am IME, RWTH Aachen, liegen die Arbeitsschwerpunkte im Bereich der Synthese von neuen Materialien mittels Ultraschallsprühpyrolyse.

Nanoskalierte Partikel werden am IME, RWTH Aachen, im täglichen Versuchsbetrieb mittels Ultraschallsprühpyrolyse hergestellt. Bei der Ultraschallsprühpyrolyse handelt es sich um einen einstufigen Prozess, bei dem ein wasserlösliches Salz mittels Anregung durch Ultraschall in ein Aerosol überführt wird. Die entstandenen Tropfen wurden durch einen Reaktor weiter transportiert. Nach der Verdampfung der flüchtigen Komponenten in einer Schutzgas- oder Reaktionsgasatmosphäre werden die Partikel durch Pyrolyse thermochemisch gespalten, ggf. reduziert, und zu einem festen Partikel versintert. In einem elektrostatischen Feld werden abschließend die gewonnenen Pulver-Partikel abgeschieden. Die "Failure Modes and Effect Analysis (FMEA)" ist eine formalisierte, analytische Methode aus dem Qualitätsmanagement, die sich mit der Erkennung, Entdeckung und Vermeidung von Fehlern in einem Prozess beschäftigt. Im vorliegenden Vortrag wird diese Methode anhand des Beispiels der Silbersynthese exemplarisch durchgeführt und gezeigt, wie durch geeignete Maßnahmen das Auftreten von Fehlern bei der Ultraschallsprühpyrolyse minimiert werden kann. Dazu werden potenzielle Fehler klassifiziert, untersucht und bewertet. Es wird gezeigt, dass im Versuchsbetrieb noch erhebliche Verbesserungspotentiale bestehen, die im laufenden Scale-up Prozess Einzug finden.



Copyright: © Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben
Quelle: Depotech 2012 (November 2012)
Seiten: 4
Preis: € 2,00
Autor: S. Stopic
A. Schwinger
J. Bogovic
M. Spinnräker
Professor Dr.-Ing. Dr. h.c. Bernd Friedrich

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