Chemie Ingenieur Technik
gebaut. Dort kann eine mechanische Bearbeitung der Nanokomposite unter realistischen Bedingungen simuliert werden. Es wurden Untersuchungen mit der Schleifmaschine an Materialien mit und ohne Kohlenstoffnanoröhrchen
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(CNT) durchgeführt. Die größte Anzahl an freigesetzten Partikeln konnte im Submikrometer-Bereich bestimmt werden. Generierte Partikel aus einem Werkstoff mit CNT, welche mittels ELPI oder NAS abgeschieden wurden, weisen
unter dem REM teilweise freiliegende Faserenden auf. Eine toxikologische Bewertung solcher Kompositpartikel liegt noch nicht vor.
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Visuelle Beobachtung des CNT-Agglomeratwachstums am Einzelkorn K. Voelskow1) (E-Mail:
[email protected]), L. Nickelsen1), Prof. U. Kunz1), Prof. A. Weber2), Prof. T. Turek1) 1)
Technische Universität Clausthal, Institut für Chemische Verfahrenstechnik, Leibnizstraße 17, D-38678 Clausthal-Zellerfeld, Germany Technische Universität Clausthal, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik, Leibnizstraße 19, D-38678 Clausthal-Zellerfeld, Germany
2)
DOI: 10.1002/cite.201250481
Carbon Nanotubes (CNT) besitzen eine Vielzahl bemerkenswerter Eigenschaften und sind als Additiv für Kompositmaterialien oder als Katalysatorträger interessant [1]. Bei der großtechnischen Herstellung über die katalytische Gasphasenabscheidung wird der Katalysator durch das CNT-Wachstum aufgebrochen und es bildet sich ein CNT-Agglomerat [2]. Die Kenntnis dieses Wachstumsverhaltens ist für die Auslegung technischer Apparate von Bedeutung. Am Institut für Chemische Verfahrenstechnik der TU Clausthal wurde eine Messzelle zur visuellen Beobachtung am Einzelkorn entwickelt. Das Co/ Mn-Katalysatorkorn wird direkt auf das Thermopaar des Thermoelementes aufgegeben. Dessen Wachstum kann unter Reaktionsbedingungen mittels einer Kamera fortlaufend beobachtet werden.
Abbildung. Aufnahmen des CNT-Agglomeratwachstums bei einer Temperatur von 650 °C und einer Etheneingangskonzentration von 5 %.
Dabei wurden Einflussfaktoren wie Temperatur und Precursorgaskonzentration variiert. In allen Fällen fand ein rapides Kornwachstum statt, das nach wenigen Minuten zum Erliegen kam (Abb.). Mit der vorgestellten Messzelle konnten erste visuelle Untersuchungen zum Wachstum des CNT-Agglomerates unternommen und quantitativ ausgewertet wer-
den. Mit den Ergebnissen dieser Untersuchungen wird angestrebt, die Abhängigkeiten und Wirkungen von Prozessparametern auf das Kornwachstum besser verstehen und somit Qualitätsmerkmale verbessern zu können. [1] R. Andrews, Acc. Chem. Res. 2002, 35, 1008. [2] Y. Hao, Carbon 2003, 41, 2855.
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Prozesseinflüsse auf Morphologie und Charakteristika von Separatoren für Lithium-Ionen-Batterien S. Jaiser1) (E-Mail:
[email protected]), Dr.-Ing. P. Scharfer1), Prof. Dr.-Ing. W. Schabel1) 1)
Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Thermische Verfahrenstechnik, Kaiserstraße 12, D-76131 Karlsruhe, Germany
DOI: 10.1002/cite.201250413
Separatoren stellen für den sicheren Betrieb von Li+-Ionen-Batterien eine Schlüsselkomponente dar. Die in der Verbraucherelektronik weit verbreiteten Polyolefinmembranen verlieren bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen
ihre mechanische Integrität und es kann zu schwerwiegendem Batterieversagen kommen. Weiterentwickelte Konzepte wie keramisch beschichtete Polyolefinseparatoren, in eine Non-Wovenmatrix eingebettete Gelpolymerelek-
Chemie Ingenieur Technik 2012, 84, No. 8, 1316–1324
trolyte oder anorganische Kompositseparatoren bieten zwar verbesserte Eigenschaften hinsichtlich ihrer Sicherheit, können jedoch ökonomisch häufig nicht mit den kostengünstigen Polyolefinseparatoren konkurrieren. Trotz
© 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
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des hohen Herstellungskostenanteils des Prozesses sind Prozessparametereinflüsse in der Literatur wenig untersucht. In diesem beitrag werden Zusammenhänge von Pastenzusammensetzung, Rheologie, Beschichtungspara-
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metern, Trocknungskonditionen, Morphologie und Eigenschaften untersucht. In ersten Versuchen wurden Gelpolymerlösungen (ohne zusätzliche Partikel) verwendet und Zusammensetzungsprofile während des Herstellungsprozesses orts- und zeitaufgelöst mithilfe der in-
© 2012 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
versen Mikro-Raman-Spektroskopie gemessen. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass der Trocknungsprozess einen wesentlichen Einfluss sowohl auf die Morphologieausbildung als auch auf die Zeit und damit die Kosten hat.
Chemie Ingenieur Technik 2012, 84, No. 8, 1316–1324