Glatt Pulversynthese im Verbund-Projekt „SaMBa“

Anpassung der Partikelmorphologie zur Optimierung des neuen Materials BSCF

Neuartiges Herstellverfahren für hochpermeable Sauerstoff-Membranen und Entwicklung einer innovativen Membran-Anschlussplatte für Sauerstoff-Generatoren

Das Projekt „SaMBa“ basierte auf der Nutzung des neuen Materials BSCF (Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-x). Dieses Material war durch Anpassung der Partikelmorphologie an die nachfolgende Verarbeitung zu Membrankomponenten für die O2-Separation zu optimieren. Dabei sollte die Gefügekorngröße der Membranen minimiert und die mechanische Festigkeit erhöht werden, um die Membrandicke senken und die O2-Permeation dadurch steigern zu können. Daneben wurde untersucht, wie anfallendes BSCF (Verschnitt, Verarbeitungsrückstände) durch Aufbereitungsverfahren wiederverwertet werden kann. Das Betriebsverhalten des mit O2-Membranen bestückten Gesamtsystems wurde experimentell erfasst und parallel durch FEM simuliert. Identifizierte Abweichungen wurden zur iterativen Anpassung der Modelle eingesetzt.

Ziel war es, geeignete Betriebsbedingungen für einen dauerhaften, effizienten und sicheren Betrieb von O2-Membrananlagen festzulegen und außerdem geeignete periphere Komponenten für eine serientaugliche Anschlussplatte zu identifizieren, auf deren Basis größerer Membrananlagen konzipiert werden können.

Im Rahmen des Projektes „SaMBa“ stellte Glatt mittels Pulversynthese die Rohstoffpulver in der geeigneten Korngröße und Phasenzusammensetzung her, um diese für weitere Prozessschritte verwenden zu können. In umfassenden Syntheseversuchen wurden die spezifischen Einflüsse der Prozessparameter auf die Partikelbildung untersucht. Hierbei zeigte sich, dass neben der Frequenz vor allem auch der Sprühdruck die Ausbildung der Partikeleigenschaften hinsichtlich der Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung und Ausbeute bestimmt.  Im Hinblick auf die chemische Umsetzung der Mischoxide konnte herausgearbeitet werden, dass diese sowohl über die Prozesstemperatur als auch über die Pulsamplitude und deren Kombination mit der Frequenz direkt beeinflusst werden kann.

Synthetisiertes BSCF-Pulver

Partner:

  • Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
  • Tisoma GmbH
  • Glatt Ingenieurtechnik GmbH

Das Projekt „SaMBa“ wird vom Freistaat Thüringen im Rahmen des Verbundvorhabens Nummer 2017 VF 0011 gefördert.

Laufzeit: 10.12.2018 – 30.11.2021

Glatt-Förderkennzeichen: 2018 FE 9025