Homogeneizador de alta presión y de microfluidización (microchorro) para materiales de nueva energía

En el ámbito de las nuevas energías y los materiales avanzados, la preparación y el procesamiento de materiales como grafeno, nanotubos de carbono (CNT), óxidos metálicos, catalizadores Pt/C, polímeros conductores como PEDOT, suspensiones MLCC/CMP y nanocelulosa exigen tecnologías de proceso de máxima precisión. El control de la nanoestructura, la estabilidad de la dispersión y una producción eficiente influyen directamente en el rendimiento y la fiabilidad del producto final.

Los homogeneizadores de ATS ofrecen soluciones de alto rendimiento que garantizan una dispersión uniforme y una estabilización eficaz para aplicaciones críticas. Cubrimos todo el recorrido, desde I+D en laboratorio hasta la producción a gran escala, ayudando a las empresas a crear materiales para nuevas energías más competitivos, consistentes e innovadores.

• Nanodispersión y procesamiento de alta eficiencia
  La homogeneización de alta presión de ATS permite gestionar suspensiones de nanomateriales de alta viscosidad y alto contenido de sólidos, como dispersiones de grafeno y nanotubos de carbono (CNT). Los homogeneizadores operan a alta presión, de hasta 2000 bar o más, y utilizan intensas fuerzas de cizallamiento, lo que previene eficazmente la aglomeración de nanomateriales. Esto da como resultado una dispersión nanométrica uniforme y estable, mejorando la consistencia del rendimiento del material. 
• Preservación de la integridad y estabilidad del mateial
  El homogeneizador de alta presión de ATS cuenta con un sistema de intercambio de calor para un control preciso de la temperatura, ya que mantener una temperatura estable es crucial durante el procesamiento a alta presión. Este sistema evita que las proteínas objetivo se desnaturalicen o degraden por sobrecalentamiento durante el proceso de interrupción, maximizando así el rendimiento y la productividad de las muestras. 
• Excelente repetibilidad y escalabilidad
  Los resultados de homogeneización, como la tasa de interrupción, el consumo de energía y el aumento de temperatura, son consistentes en diferentes lotes. Aprovechar la experiencia en modelos de dinámica de fluidos permite escalar con éxito y de forma lineal los parámetros de proceso a escala de laboratorio a escala industrial. Esto garantiza la escalabilidad, minimiza considerablemente los riesgos de transferencia de procesos y reduce el tiempo de lanzamiento del producto. 
• Durabilidad y bajo mantenimiento
  Los homogeneizadores de ATS pueden personalizarse con materiales de alta durabilidad, como cerámica de zirconio y diamantes sintéticos, para lodos abrasivos y de alta dureza (p. ej., polvo cerámico). Esto aumenta significativamente la vida útil, minimiza los costos de mantenimiento y reduce el tiempo de inactividad para un funcionamiento a largo plazo. 

• Equipado con un sistema de control de flujo variable para ajustar con flexibilidad los caudales.
• Fabricado con materiales resistentes a la corrosión, lo que prolonga su vida útil.
• Cumple con la certificación CE.
• Configuraciones personalizables para requisitos de PLC, a prueba de explosiones y estériles.
• La protección contra sobrepresión de cuatro capas garantiza la seguridad operativa.
• Alta escalabilidad, desde laboratorio hasta escala industrial (caudal máximo de 4000 L/H).

• Efecto de dispersión superior y distribución de tamaño de partícula más estrecha.
• Mayor eficiencia de procesamiento y consistencia en los resultados.
• Excelente repetibilidad y escalabilidad del proceso.

• Nuevos materiales energéticos
  Nanotubos de grafeno/carbono (CNT): logran un procesamiento de dispersión eficiente y no destructivo, manteniendo al mismo tiempo la conductividad y las propiedades mecánicas del material. 
  Materiales de electrodos de óxido metálico: producen una distribución uniforme de partículas de tamaño nanométrico, lo que mejora la densidad energética de la batería y el ciclo de vida. 
  Catalizadores Pt/C: Producen una dispersión uniforme de partículas del catalizador, mejorando la actividad y la estabilidad del catalizador. 
• Materiales químicos electrónicos
  Polímero Conductor PEDOT: Dispersión uniforme a nivel molecular, mejorando la conductividad y la transmitancia de la luz. 
  Lechadas/Lodos MLCC/CMP: Prepare el pulido de nanopartículas con partículas a escala nanométrica altamente uniformes, mejorando el rendimiento y el desempeño del producto. 
• Materiales de origen biológico
  Nanocelulosa: procesamiento eficiente de despolimerización y nanonización, manteniendo al mismo tiempo la resistencia de la fibra y características de alta área superficial específica. 

La energía superficial de las nanopartículas de platino de 3 a 5 nm es extremadamente alta, lo que provoca una fuerte tendencia a la aglomeración. Además, las propiedades de la suspensión catalítica influyen significativamente en la formación de la estructura de la capa catalítica. Por lo tanto, el método de dispersión empleado en la preparación de la suspensión catalítica es crucial para la producción de conjuntos de electrodos de membrana (MEA) de alto rendimiento.

• Aplicación de la homogeneización de alta presión de ATS en la industria PVDF
  Durante su uso, el polvo de PVDF debe dispersarse uniformemente en un disolvente adecuado para evitar la precipitación y garantizar la consistencia, ambos factores cruciales para la estabilidad y el rendimiento del producto. El homogeneizador de alta presión de ATS resuelve eficazmente los problemas de distribución desigual del PVDF, reduce el tamaño de las partículas y mejora la estabilidad del material y su rendimiento. 
• Cambios en la apariencia del líquido VPDF después de la dispersión
  Tras la dispersión, el líquido de PVDF permanece blanco. Sin embargo, al agitarlo, aparece un brillo azul en la pared del vaso. 
• Medición del tamaño de partículas
  La comparación de las tablas de tamaño de partículas de la dispersión de PVDF antes y después del experimento muestra que el tamaño de partículas D50 disminuyó de 6.043μm a 0.216μm, lo que indica una reducción significativa a escala nanométrica. 

• Equipo
  Homogeneizador a escala piloto de ATS
• Proceso experimental
  Se utiliza un homogeneizador de alta presión de ATS con un sistema de control de temperatura para descomponer los materiales a diferentes presiones y observar los resultados de la pulverización. El tamaño de partícula esperado es de aproximadamente 300nm.

Resultados experimentales
Observación visual
La apariencia del óxido metálico no mostró cambios visibles significativos antes ni después de la pulverización. Tras un cierto tiempo de reposo, la mayor presión provocó una estratificación más lenta de la muestra.
Medición del tamaño de partículas
El tamaño de partícula del óxido metálico se redujo significativamente tras ser pulverizado por el homogeneizador de alta presión. El tamaño promedio de partícula se redujo de 12.05μm a 303nm, cumpliendo así las expectativas experimentales.