Research » Nanopowder Synthesis
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Nanoskalige Partikel weisen oft Eigenschaften auf, die sich von ihren Massenpendants unterscheiden, zum Teil weil kleine Cluster elektronische Strukturen mit einer hohen Zustandsdichte, aber noch nicht kontinuierlichen Bändern aufweisen. Daher ist das oberste Ziel der Nanopartikel-Synthese ein vollständig beherrschter Prozess, der die Herstellung maßgeschneiderter Nanokristalle mit definierten chemischen und physikalischen Eigenschaften ermöglicht. Dieses Ziel kann jedoch nur erreicht werden, wenn die zugrunde liegenden Prozesse der Silber-Nanopartikelbildung vollständig verstanden werden.
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Bei dieser Untersuchung geht es um die Modellierung der Synthese von nanoskalierten Metallpartikeln. Es wurde festgestellt, dass unter unterschiedlichen Prozessbe-dingungen die Morphologie beeinflusst wird. Als Einflussparameter für die thermische Zersetzung von Kupfersulfat und Silbernitrat wurde die Temperatur untersucht. Durch Variation der Reaktionsparameter im Hochtemperaturreaktor wurden die unterschied-lichen Aggregattypen (Kugel, Dreiecke, Vierecke) erzeugt. Die Agglomeration wurde durch die Wahl der Reaktionstemperatur gestoppt. Das entwickelte Modell hat die Partikelgröße beschrieben.
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Ziele sind die Erhöhung der Verschleißbeständigkeit von Kontakten durch Nanopartikel, ohne Verschlechterung der Duktilität des Materials und der elektrischen Leitfähigkeit sowie Porenfreiheit der Goldschicht durch den Einbau von SAM (Self Assembling Molecules) bei geringerer Goldschichtdicke.
Das IME Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling der RWTH Aachen übernimmt die Erzeugung von Nanopartikel mit geeigneten Oberflächen für den nachfolgenden galvanischen Prozess durch Modifikation der Nanopartikel während oder nach der Herstellung. Das Ziel ist die Herstellung nanoskalierter oxidischer Partikel mittels Ultraschallsprühpyrolyse.
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Ziel und Vision des Projektes ist die deutliche Performance-Steigerung von zukünftiger Lithium-Hochleistungsbatterien durch die Entwicklung von Komposit-Elektrodenschichten mit maßgeschneiderter Strukturierung bis in den Mikro- und Nanobereich. Die Aufgabe umschließt den gezielten Aufbau der Separator-/Elektrolytschichten und der Elektrolyt/Elektrode-Grenzflächen sowie die Prozesstechnik, die die Voraussetzung für eine reproduzierbare Komponentenfertigung ist. Die erwartete Performancesteigerung bezieht sich gleichermaßen auf Leistungs- und Energiedichte, die Kapazität sowie auf die Zyklenstabilität und kalendarische Lebensdauer der Akkumulatoren.
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Das Ziel des Projekts war die Entwicklung neuartiger Prozessdesigns für fortgeschrittene RuO2 / TiO2-Nanokatalysatoren mittels Ultraschall-Pyrolyseverfahren (USP). Die Verwendung von USP für die Synthese nanostrukturierter RuO / TiO2-Partikel aus einer wässrigen oder organischen Metallsalzlösung ist ein völlig neuer Ansatz, da dieses komplexe katalytische System, das sowohl Metallträger als auch aktive Masse umfasst, in einem einzigen Schritt im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren erhalten wird .
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Ziel und Vision des Projektes ist die deutliche Performance-Steigerung zu-künftiger Lithium-Hochleistungsbatterien durch die Entwicklung von Komposit-Elektrodenschichten mit maßgeschneiderter Strukturierung bis in den Mikro- und Nanobereich. Die Aufgabe schließt den gezielten Aufbau der Separator-/Elektrolytschichten und der Elektrolyt/Elektrode-Grenzflächen sowie die Prozesstechnik, die die Voraussetzung für eine reproduzierbare Komponentenfertigung ist. Die erwartete Performancesteigerung bezieht sich gleichermaßen auf Leistungs- und Energiedichte, die Kapazität sowie auf die Zyklenstabilität und kalendarische Lebensdauer der Akkumulatoren. Das Konsortium wird durch mehrere Industriepartner ideell und aktiv unterstützt und begleitet. Die Firmen werden die Ausrichtung und die Ergebnislage des Projektes regelmäßig bewerten, angewandte Anforderungen einbringen und aktiv die technische Umsetzung erfolgreicher Konzepte betreiben bzw. unterstützen.
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This project focuses on the designing of the particle morphology in nanopowder synthesis using the ultrasonic aerosol spray method of a precursor solution and subsequent thermo-reactive decomposition. If correctly used, this reaction method results in a product with controlled and uniform particle size, allowing to adjust microporosity, surface roughness and crystal structure. They can be especially designed e.g. for the use as catalytic or sinter-active materials. In order to control a consistency in the morphological characteristics of the obtained powder like particle size or porosity a mixed thermochemical kinetic model will be developed. This model will be capable to explain the formation mechanism of nanosized particles and used to elaborate the process window exemplary for silver.
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Das Programm der kontrollierten und hochentwickelten Pulver- und Filmsynthese wird in der ITS SASA seit dem letzten Jahrzehnt realisiert. Im Rahmen dieser Forschung wird das Verfahren zur Aerosolsynthese von nanophasigen Pulvern und Schichten zusammen mit dem Versuchs- und Pilotaufbau unter Verwendung von Zweifluid- oder Ultraschallzerstäubern (800kHz, 1,3, 1,7 und 2,5 MHz, RBI) entwickelt. Darüber hinaus wird auch eine Pyrosoltechnik für die Dünnschichtsynthese durch Aerosole entwickelt. Basierend auf diesen Techniken wird die Synthese von feinen, sphärischen, submikronischen Pulvern sowie dünnen Schichten, entweder in kristallinem oder amorphem Zustand, auf Basis von Oxiden, Metallen und Nicht-Oxiden entwickelt. Basierend auf experimentellen und Pilotanlagen wurden eine Vielzahl von einzelnen und komplexen Oxiden, Metallpulvern (Ni, Ni-Pd, Ni-Cu, LaNi5, NiAl) und Nichtoxidpulvern (SiC) aus verschiedenen Vorläuferlösungen durch Ultraschall- und Zweifluidsprühpyrolyse hergestellt.
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