Hoe we het proces van het maken van koolstofnanobuizen verbeteren
Het maken van koolstofnanobuizen vereist precies de juiste temperatuur. Als deze niet klopt, zullen de katalysatoren niet activeren en is het hele productieproces nutteloos. Lang hebben we gebruikgemaakt van grote, resistieve ovens, maar nu gebruiken we in plaats daarvan systemen met kortegolflengte-infraroodstraling. Dit is een efficiëntere manier van werken, en het vermindert aanzienlijk de energieverbruik.
Waarom infraroodstraling zo handig is
Bij traditionele ovens wordt eerst de lucht opgewarmd, waarna deze de ondergrond opwarmt. Dat betekent veel verspilde energie, alleen maar om een grote metalen doos op te warmen. Infraroodstraling werkt anders: het maakt gebruik van straling die rechtstreeks op het materiaal terechtkomt. Dit gebeurt zeer snel – we kunnen binnen seconden de maximale temperatuur bereiken. Hierdoor hoeft het systeem niet nutteloos energie te verbruiken. Er ontstaat een veel nauwkeuriger temperatuurprofiel, waardoor het productieproces sneller verloopt.
Er is één nadeel: omdat we naar snellere groeicykels streeven, kan het energieverbruik plotseling stijgen. Zorg er dus voor dat uw energiebronnen dit kunnen verdragen, anders zult u de hele dag last hebben van stroomuitval.
De apparatuur die we gebruiken
Voor dit doel gebruiken we kwarts-halogeenemitters. Kwarts is ideaal, omdat het niet vervormt wanneer het materiaal heet wordt. Bovendien zorgt het halogeenproces ervoor dat de filamenten niet te snel uitbranden. We gebruiken meestal R7- of Sk15-aansluitingen – deze zijn betrouwbaar en passen gemakkelijk in de meeste standaard IR-apparaten.
We kunnen de emitters ook bedekken met een speciale laag, zodat we de lichtsterkte kunnen regelen. Hierdoor kan de energie rechtstreeks op de katalysatorlaag van het materiaal worden gericht. Op deze manier wordt voorkomen dat de omringende onderdelen onnodig warm worden.
De realiteit
Het overstappen op infraroodstraling is goed voor het milieu, want er wordt minder energie verbruikt per product. Het is een veel schone manier om een fabriek te runnen.
Maar het is niet perfect. Infraroodstraling werkt alleen als er geen obstakels tussen liggen. Als het materiaal iets oneffen is of de lamp slechts een paar millimeter scheef staat, ontstaan er koude plekken. Hierdoor varieert de groeisnelheid over het materiaal, waardoor er problemen kunnen ontstaan. Om dit te voorkomen, hebben we een stevige bevestiging nodig, zodat alles op zijn plek blijft.