Nanopartikelsynthese in Sprayflammen
Patent 16074/TUB

Dieses Verfahren ermöglicht die Erzeugung von Nanopartikeln in Sprayflammen, die etwa als Beschichtungsmaterial, in elektrischen Geräten, zur Wärmeleitung oder Wärmeisolation oder als Katalysator verwendet werden können.

Vorteile
  1. Herstellung von Nanopartikeln mit unimodaler Größenverteilung
  2. Nanopartikel weisen Standardabweichung zwischen 1,8 und 2,2 auf
  3. Großtechnische Herstellung scheint möglich
Anwendungsmöglichkeiten

Die mit dem vorliegend Verfahren erzeugten Nanopartikel können in vielfältiger Weise eingesetzt werden. In Abhängigkeit von ihren Eigenschaften können die Nanopartikel als Beschichtungsmaterial, in elektrischen Geräten, zur Wärmeleitung oder Wärmeisolation oder als Katalysator verwendet werden. Darüber hinaus kann diese Zündmethode aber auch bei der sog. gestuften Verbrennung genutzt werden, wie sie beispielsweise in Gasturbinen Anwendung findet.

Hintergrund

Die Synthese spezifischer Nanomaterialien durch Zerstäubung und Verbrennung von Lösungen geeigneter Präkursor-Mischungen in Form von Sprühflammen hat hohes Potential. Für die Herstellung monodisperser Nanopartikel ist es von entscheidender Bedeutung, dass laminare Flammen verwendet werden. Bislang ist dies aber nur in kleintechnischen Anlagen möglich, da bei einer Hochskalierung auf größere Anlage fast zwangsläufig Flammen entstehen, die zumindest einen turbulenten Anteil aufweisen. Die großtechnische Produktion von monodispersen Nanopartikeln mit Hilfe der Sprayflammensynthese ist daher bisher gar nicht bzw. nur sehr schwer umsetzbar. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, dieses Problem zu lösen.

Technische Beschreibung

Es wird mit der hier vorgestellten Technologie ein Verfahren zur großtechnischen Synthese von monodispersen Nanopartikeln in Sprayflammen bereitgestellt. Dazu wird eine Präkursor-Mischung aus Metallsalz und Brennstoff in eine heiße gasförmige Eingangsströmung injiziert, wobei der Brennstoff vollständig verdampft bevor es zu einer Selbstzündung des Gemisches kommt. Die Verbrennung findet somit mit einem Zündverzug statt, wobei die Zerstäubung und Verdampfung der Präkursorlösung bereits vollständig abgeschlossen sind. Wichtige Parameter bei diesem Verfahren sind die Zündverzugszeit und die Strömungsgeschwindigkeit, da diese die optimale Funktion des Verfahrens bewirken. Die erzeugten Nanopartikel können abschließend unter Verwendung geeigneter Methoden abgekühlt, gesammelt und aus dem Herstellungsprozess entfernt werden.

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Ina Krüger

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ina.krueger@tu-berlin.de

Technischer Reifegrad
TRL 3

Angewandte Forschung

Schutzrechte

in Anmeldung: DE, PCT

Patentinhaber

Technische Universität Berlin

Möglichkeiten der Zusammenarbeit
  • F&E Kooperation
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