Untitled - Aachener Verfahrenstechnik

terialen, um die physikalischen und chemischen
Eigenschaften von polymerischen Ultrafiltrationsmembranen
zu verändern und auf diese Weise
die Filtrationsleistung zu steigern. Dies wird
erreicht durch die Entwicklung von Nano-Aktiven
Membranen (NAMs) mit Nanopartikeln, die entweder
auf der Oberfläche platziert sind oder in
die Membranstruktur eingearbeitet sind. Innerhalb
des Projekts sollen verschiedene Aspekte
der NAMs-Entwicklung untersucht werden – so
zum Beispiel Funktionen, die den Membranen
hinzugefügt werden, Studien über die Kompatibilität
ausgewählter Nanopartikel mit Membranmaterialien
oder die mechanische und chemische
Stabilität. Darüber hinaus sollen Effekte der
hinzugefügten Funktionen im Rahmen von Filtrationsexperimenten
eingeschätzt werden. Dabei
liegt das Hauptaugenmerk auf der Filtrationsperformance
wie auch der Permeatqualität. Weitere
Informationen zu dem Projekt können unter
��������������� und ����������������� gefunden
werden.
Pathfinder Siliziumrückgewinnung
Fotovoltaische Zellen bestehen hauptsächlich
aus hochreinem Silizium, das in einem energieintensiven
Prozess gewonnen wird. Im Produktionsprozess
werden zunächst etwa 1.5m hohe
Siliziumkristallblöcke hergestellt, die im nachfolgenden
Produktionsschritt in Wafer gesägt werden.
Der dabei verbleibende Sägerückstand besteht
aus Silizium, Siliziumcarbid und metallischen
Komponenten. Das Siliziumcarbid wird
beim Sägen hinzugegeben, um den Sägeprozess
zu verbessern. Der Abrieb der Säge findet
sich als metallischer Rückstand im Pulver
wieder. Etwa ein Drittel des Siliziums geht so
Seit 01. Oktober 2010 gibt es einen weiteren
Lehrstuhl in der AVT, die Enzymprozesstechnik.
Die bisherige Arbeitsgruppe für Enzymtechnologie
(s. Abb.8) unter der Leitung von Antje Spieß
geht damit in den neuen Lehrstuhl über und
startet mit 6 MitarbeiterInnen in eine aufregende
Zeit der Organisation des neuen Lehrstuhls,
Enzymprozesstechnik
im Produktionsprozess verloren. Ziel eines am
AVT.CVT in Zusammenarbeit mit dem Institut
für Aufbereitung und Recycling (RWTH) durchgeführten
Pathfinder Projektes (gefördert durch
die RWTH) war die Rückgewinnung der Siliziumfraktion
aus dem Sägerückstand. Aufgrund der
geringen Korngrößen des Siliziums (ca. 2µm)
und des Siliziumcarbids (ca. 10µm) lässt sich
eine mechanische Trennung kaum realisieren.
Daher wurde eine Trennung auf chemischen
Wege durch eine Hydrochlorierung untersucht,
bei der das Silizium mit Chlorwasserstoff reagiert
und das inerte Siliziumcarbid als Rückstand
verbleibt. Zu zeigen war, dass sich aus dem
Sägerückstand Trichlorsilan synthetisieren lässt,
das als Vorprodukt der Siliziumkristallsynthese
in den Prozess zurückgeführt werden kann. Die
Siliziumpartikel wurden zunächst von einer Siliziumdioxidschicht
befreit, die sich bei Kontakt
mit Luftsauerstoff auf der Oberfläche bildet. Dabei
wurden verschiedene Möglichkeiten untersucht,
unter denen einzig das Ätzen mit Flusssäure
die Siliziumdioxidschicht entfernen konnte.
Im folgenden Prozessschritt wurde die Hydrochlorierung
des Siliziums in einem Festbettreaktor
untersucht. Die Synthese von Trichlorsilan
wurde unter moderaten Prozessbedingungen
(T=70 °C, p=8 bar) durchgeführt, wobei die
Entfernung der Siliziumdioxidschicht zwingend
notwendig ist. Die Machbarkeit des vorgestellten
Verfahrens wurde bewiesen und eine Übertragbarkeit
auf einen großtechnischen Prozess ist zu
überprüfen. Durch den Einsatz des patentierten
Verfahrens lässt sich der spezifische Energiebedarf
(kWh/Wpeak) zur Produktion fotovoltaischer
Zellen senken, was sich in geringeren Produktionskosten
niederschlagen würde.
der Etablierung spannender Lehre und des Aufbaus
eigenständiger Forschungsschwerpunkte.
Die Themenbereiche der Enzymprozesstechnik
(s. Abb.7) umfassen die möglichst mechanistisch
korrekte Beschreibung der Wechselwirkungen
von Enzym und Reaktionsmedium, und der
Interaktionen in Reaktionsnetzwerken, zur Aus-
Rührkessel - Die AVT im Blick Enzymprozesstechnik 10