Proč jsme přešli na infračervené ohřevání pro uhlíkové nanotrubice
Výroba uhlíkových nanotrubic závisí především na teple. Aby metoda chemického depozice v páře (CVD) fungovala, je potřeba velmi specifický tepelný gradient. Dlouho se používaly tradiční rezistivní pece. Ale upřímně řečeno? Ohřev celé komory pece jen proto, abychom zahřáli malý substrát, je obrovská ztráta energie.
Proto jsme začali používat infračervené ohřevací lampy.
Omezení plýtvání energií
Infračervené lampy nezahrnují do svého procesu ohřev vzduchu kolem nich. Využívají radiaciю k přímému ohřevu substrátu.
Při výrobě uhlíkových nanotrubic chcete, aby katalyzátor dosáhl své aktivační teploty co nejdříve. S krátkovlnným infračerveným zářením to trvá jen sekundy – je to opravdu rychlé. A to mění celou logiku procesu.
Jelikož nemusíte hodiny ohřívat vnější stěny stroje nebo vzduch uvnitř, spotřeba kilowatthodin na jednu várku výrazně klesá. Je to mnohem efektivnější způsob práce – vaše uhlíková stopa se dokonce zmenšuje.
Pomocné zařízení
K zvládnutí tak vysokých teplot používáme halogenové vlákna zabalená v křemenných obalech. Aby vše proběhlo správně, jsou tyto vlákna spojeny s regulátory typu PID.
Je potřeba být opatrný – pokud do malé oblasti přivedete příliš mnoho wattů, vlákno se spálí nebo nanotrubice budou poškozeny. Preciznost je zde klíčová.
Další výhodou je to, že infračervený systém zabírá mnohem méně prostoru než objemná pece. Navíc, když je potřeba věci ochladit, máte nad procesem mnohem větší kontrolu.
Nevýhody
Není to však samé sluníčko a duhy. Tyto systémy vyzařují hodně tepelné energie. Nemůžete prostě umístit infračervený systém do starého skříněku a doufat v to, že vše bude v pořádku.
Potřebujete vhodné chladicí systémy, aby okolní teplota nevystoupila příliš vysoko. Pokud dojde k problémům s chladicím systémem, lampy se rychle spálí.
A samozřejmě je tu i finanční aspekt. Nastavení regulátorů a ochranných prvků stojí více než obyčejný rezistivní ohřevič. Ale v podstatě vyměňujete tento počáteční náklad za nižší měsíční účty za elektřinu a efektivnější laboratoř. Je to obchod, který jsme ochotni udělat.