Energieerzeugung

Nanotechnologiebasierte Energieanwendungen

Microfluidizer®-Technologie in der Energieerzeugung

Durchbrüche in der Nanotechnologieforschung haben neue, effizientere Energieanwendungen wie Brennstoffzellen, innovative Batterieentwicklungen und Solarzellen ermöglicht. Microfluidics ist für viele Forscher und Hersteller die Technologie der Wahl bei der Entwicklung und Produktion von Materialien für innovative Energieprodukte.

Nanotechnologische Lösungen

Bei der Entwicklung von Hochleistungsmaterialien spielen Microfluidizer®-Hochdruckhomogenisatoren eine wichtige Rolle. Sie entsprechen den Anforderungen der Energieindustrie insbesondere hinsichtlich folgender Punkte:

  • Erzeugung höchster Scherraten und Prallkräfte für effektive Zerkleinerung zur Herstellung feinster Partikel
  • Hochenergie-Mischen zur Erzeugung homogener Dispersionen mit hervorragenden Eigenschaften
  • Verarbeitbarkeit anspruchsvoller Materialien wie z.B. hochviskoser Dispersionen
  • Flexibilität hinsichtlich der Materialmengen und Möglichkeit der Verarbeitung auch kleinster Mengen extrem teurer Ausgangsstoffe
  • Hohe Ausbeute von Biomolekülen beim Zellaufschluss

Beispiele für Energieanwendungen

Brennstoffzellen

Brennstoffzellen werden vor allem für den Einsatz in Automobilen sowie für stationäre oder mobile Energieanwendungen konzipiert, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Sie ermöglichen Energieerzeugung mit minimalen Emissionen klimaschädlicher Gase.

In den vergangenen 30 Jahren hat Microfluidics immer wieder erfolgreich mit Materialien für Brennstoffzellenkomponenten und vergleichbaren Produkten (z.B. Tintenstrahldruckertinten) gearbeitet und dabei homogene Dispersionen, häufig im Submikrometerbereich, erzeugt.

Microfluidizer®-Hochdruckhomogenisatoren werden von den Herstellern von Brennstoffzellenkomponenten wie Katalysatoren oder Elektroden aufgrund folgender Vorteile eingesetzt:

  • Reduktion der erforderlichen Materialmenge durch effektive Zerkleinerung und damit Erhöhung der spezifischen Oberfläche des Katalysators
  • Erzeugung feinster Dispersionen
  • Verbesserte Beschichtungseigenschaften aufgrund guter Homogenität
  • Garantierte Skalierbarkeit

Photovoltaikzellen

Photovoltaikzellen (auch als Solarzellen bekannt) nutzen Licht zur Energieerzeugung. Sie bestehen aus mehreren Materialschichten, die Licht sammeln und in elektrische Energie umwandeln. Die Microfluidizer®-Technologie kommt überall dort zum Einsatz, wo Nanomateralien und eine gute Dispergierung erforderlich sind.

So wird die Microfluidizer®-Technologie beispielsweise für die Desagglomeration und Dispergierung von Karbonnanoröhren (CNTs), die in Photovoltaikanwendungen häufig eingesetzt werden, genutzt.

Die Microfluidizer®-Technologie mit ihren Interaktionskammern™ (Interaction Chambers™) ist in der Lage, Nanodispersionen mit einem hohen Maß an Homogenität reproduzierbar und garantiert skalierbar herzustellen und Partikel effizient zu zerkleinern und damit einen wichtigen Beitrag bei der Herstellung von Hochleistungsmaterialien mit spezifischen Eigenschaften für Energieanwendungen zu leisten.