Im Rahmen des vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) geförderten Forschungsprojekts TiKaBe wurde eine Labor-Misch- und Dosieranlage entwickelt, die die sichere Untersuchung und Verarbeitung sensibler Materialien wie Nanopartikel und Lösungsmittel im Labor- und Pilotmaßstab ermöglicht. Die Arbeiten fanden in enger Zusammenarbeit zwischen IFA Technology, dem Fraunhofer ISE, sowie den projektbegleitenden Institutionen PTJ und NOW GmbH statt (Förderkennzeichen: 03B11028C).
Ziel des Projektes ist die wissenschaftliche Analyse der Dispersion von Nanopartikeln in Katalysatorpasten und die Erforschung geeigneter Prozessschritte zur sicheren Handhabung reaktiver und potenziell gefährlicher Stoffe. Die Versuchsanlage erlaubt unter anderem das schrittweise Einbringen von Nanopartikeln und Lösungsmitteln in ein geschlossenes Glovebox-System sowie halbautomatische Dosierprozesse und die kontrollierte Verarbeitung hochviskoser Medien. Darüber hinaus unterstützt sie die Untersuchung dispersiver Effekte durch Ultraschallanwendungen und ermöglicht systematische Versuchsreihen zur Bewertung und Weiterentwicklung relevanter Prozessparameter.
Prozessschritte:
- Halbautomatisches Wiegen & Dosieren
- Kontrolliertes Mischen im Behälter
- Zirkulation über Exzenterschneckenpumpe
- Ultraschall-Dispersion
- Prozessbewertung & -anpassung
Die Laboranlage wurde mit besonderem Fokus auf Arbeitssicherheit, Prozessstabilität und exakte Versuchsdurchführungen konzipiert. Die erarbeiteten Ergebnisse tragen zur Grundlagenforschung im Bereich der Katalysatorpasten bei und schaffen eine Basis für künftige wissenschaftliche Entwicklungen. Das Projekt zeigt zudem, wie Fragestellungen aus dem Laborumfeld in enger Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschungseinrichtungen und Förderinstitutionen effizient bearbeitet werden können.
„Die größte Herausforderung bestand im sicheren Umgang mit sensiblen Materialien wie Nanopartikeln und Lösungsmitteln. Es ist uns gelungen, eine Laboranlage zu entwickeln, die trotz komplexer Anforderungen ein sehr hohes Maß an Prozesssicherheit sowie ein äußerst geringes Totvolumen ermöglicht.“
— Daniel Holzer, Projektleiter IFA Technology