W ramach projektu badawczego TiKaBe, finansowanego przez Federalne Ministerstwo Cyfryzacji i Transportu (BMDV), opracowano laboratoryjny system mieszania i dozowania, który umożliwia bezpieczne badanie i przetwarzanie wrażliwych materiałów, takich jak nanocząsteczki i rozpuszczalniki, w skali laboratoryjnej i pilotażowej. Prace były prowadzone w ścisłej współpracy między IFA Technology, Fraunhofer ISE oraz instytucjami towarzyszącymi projektowi PTJ i NOW GmbH (numer projektu: 03B11028C).
Celem projektu jest naukowa analiza dyspersji nanocząstek w pastach katalizatorowych oraz badanie odpowiednich etapów procesu w celu zapewnienia bezpiecznego obchodzenia się z substancjami reaktywnymi i potencjalnie niebezpiecznymi. Instalacja eksperymentalna umożliwia między innymi stopniowe wprowadzanie nanocząstek i rozpuszczalników do zamkniętego systemu glovebox, a także półautomatyczne procesy dozowania i kontrolowaną obróbkę mediów o wysokiej lepkości. Ponadto wspiera badanie efektów dyspersji poprzez zastosowanie ultradźwięków i umożliwia przeprowadzanie systematycznych serii badań w celu oceny i dalszego rozwoju odpowiednich parametrów procesowych.
Etapy procesu:
- Półautomatyczne ważenie i dozowanie
- Kontrolowane mieszanie w zbiorniku
- Cyrkulacja za pomocą pompy ślimakowej
- Dyspersja ultradźwiękowa
- Ocena i dostosowanie procesu
Instalacja laboratoryjna została zaprojektowana ze szczególnym uwzględnieniem bezpieczeństwa pracy, stabilności procesu i dokładności przeprowadzania badań. Uzyskane wyniki przyczyniają się do badań podstawowych w dziedzinie past katalizatorowych i tworzą podstawę dla przyszłych osiągnięć naukowych. Projekt pokazuje również, w jaki sposób kwestie z zakresu laboratorium mogą być efektywnie rozwiązywane w ścisłej współpracy między przemysłem, instytucjami badawczymi i instytucjami wspierającymi.
„Największym wyzwaniem było bezpieczne obchodzenie się z wrażliwymi materiałami, takimi jak nanocząsteczki i rozpuszczalniki. Udało nam się opracować instalację laboratoryjną, która pomimo złożonych wymagań zapewnia bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa procesu oraz wyjątkowo małą objętość martwą”.
— Daniel Holzer, kierownik projektu IFA Technology