Anwenderberichte
Leistungsstarker Dämmstoff: Silica-Aerogel mit geringer Wärmeleitfähigkeit
© ENERSENS
Es gehört zu den besten Dämmstoffen: Silica-Aerogel stammt ursprünglich aus der Weltraumforschung. Seine großen Vorzüge bestehen aus hoher Wärmedämmung bei gleichzeitig kleinem Volumen. Mittlerweile profitieren auch andere Branchen von der Superisolierung – und damit von gesteigerter Energieeffizienz, Feuersicherheit und Wärmeschutz.
Das französische Start-up-Unternehmen ENERSENS ist auf leistungsfähige Dämmprodukte auf Basis von Aerogel-Materialien spezialisiert: in Form von isolierenden Matten, Granulaten und Pulver. In Elektrofahrzeugen verhindern sie z.B. die Überhitzung von Batterien und erhöhen gleichzeitig deren Energiekapazität. Als Putz oder Farbe wiederum können sie z.B. Wärmebrücken in Gebäuden beseitigen.
Das Ziel des Unternehmens ist, den Superisolierstoff bekannter zu machen. Dafür geht es neue Wege: „Wir verfügen über mehrere Patente, darunter die Nutzung von Mikrowellen für die Synthese und Trocknung von Aerogelen. Für unsere innovativen F&E-Programme erhalten wir Unterstützung vom Europäischen Innovationsrat“, erklärt David Lesueur, CTO bei ENERSENS.
Von links nach rechts: Mikrowellenofen, Kondensationssäule, Kondensat, Silica-Aerogel
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Wie funktioniert der besondere Herstellungsprozess? Kieselsäuregel wird mit Hilfe der Sol-Gel-Chemie synthetisiert. Dadurch entsteht eine zu 95 % poröse Struktur, die zunächst mit dem Lösungsmittel Ethanol gefüllt wird. Ethanol weist jedoch eine Oberflächenspannung auf, die die Porosität des Aerogels gefährden würde, wenn es zu langsam verdunstet. Daher ist es wichtig, das Lösungsmittel auf andere Weise wieder zu entfernen. Im Gegensatz zur überkritischen Trocknung mit CO2, die nicht besonders umweltfreundlich ist, verwendet ENERSENS hierfür eine neuartige Methode: Einen computergesteuerten Verdampfungs-Mikrowellenofen mit 915 MHz in Verbindung mit Vakuumpumpen und einer drei Meter hohen Kondensationssäule. Die Anlage ist optimal geeignet, um große Mengen an Silica-Masse vom Kern bis zur Oberfläche homogen zu trocknen.
Vakuumpumpen für effiziente Trocknung
Gleich zwei Chemie-Membranpumpen unterstützen die Trocknung von Silica-Aerogel bei ENERSENS.
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Eine weitere Besonderheit: Dank der angebundenen Vakuumtechnik steigert das Unternehmen den Output an Silica-Aerogel um 60 %. Bei atmosphärischem Druck und einer Heizleistung von 1 kW würden lediglich 1,25 Kilogramm Aerogel getrocknet werden können. Unter einem Vakuum von 60 mbar sind bereits 2 Kilogramm möglich.
Konkret verwendet ENERSENS eine Kombination der Pumpenmodelle PC 3012 VARIO select und MD 12C NT. Diese überzeugen durch ihre Leistungsfähigkeit, Ölfreiheit und geringen Wartungsaufwand. Zur Extraktion des flüssigen Anteils von Ethanol aus der Silica-Masse ist ein punktgenaues Vakuum von 60 mbar in Kombination mit einem -15°C-Kondensator erforderlich. Die Prozesspumpen sind dafür verantwortlich, dass dieses Vakuumniveau während des Trocknungsvorgangs konstant bleibt. Dadurch tragen sie zum Erhalt der hohen Porosität und somit Leichtigkeit des Materials bei. Am Ende besteht die Superisolierung zu 95 % aus Luft in 10 nm kleinen Poren und weist eine geringe Dichte von 75 kg/m3 auf. Zusammengefasst: ein platzsparender und hocheffizienter Dämmstoff!
Wir benötigen für das effiziente Trocknen von Silica-Aerogel verlässliche Vakuumtechnologie. Dafür verwenden wir die chemiebeständigen Membranpumpen von VACUUBRAND. Diese haben sich bei unserem innovativen Herstellungsverfahren bestens bewährt.
