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Item type:Publication, Access status: without files , Herstellung von Aerogelen im Industriemaßstab und ihre Anwendung in neuartigen Dämmmaterialien(2023-03-13); ; ; ; Die besonderen Eigenschaften von Aerogele in Bezug auf Leichtigkeit, Porosität und Superisolierung machen ihren Einsatz im Baubereich besonders attraktiv. Der Begriff der Superisolation beschreibt ein besseres Isolationsverhalten als Luft. Diese niedrige Wärmeleitfähigkeit, welche aus dem Zusammenspiel von luftgefüllten Poren und skelettartigem Backbone resultiert, ermöglicht eine effizientere und flexiblere Anwendung als Dämmmaterial für Nearly-Zero-Energy-Buildings (nZEB). Darüber hinaus ermöglicht die geringe Dichte der Aerogele auch eine Reduzierung der benötigten Dämmstoffmenge und damit eine Einsparung von Ressourcen. Der limitierende Faktor für die tatsächliche Anwendung von Aerogelen im industriellen Maßstab ist derzeit die Aerogelproduktion. Außerdem sind die Lieferketten für Aerogele noch nicht ausreichend etabliert, um eine breite Marktanwendung zu ermöglichen. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Scale-up der Aerogel-Produktionslinie durchgeführt, um die Produktionskosten für eine breitere Marktanwendung zu senken. Das vollständige Scale-up umfasst die Vergrößerung der einzelnen Herstellungsschritte: Gelierung, Lösungsmittelaustausch und überkritische Trocknung. Auf diese Weise wird eine Produktionskapazität von 50 L lösungsmittelgetauschter Partikel pro Tag und bis zu 2000 L Aerogele pro Jahr angestrebt. Dies beinhaltet eine großtechnische Gelierungs- und Lösungsmittelaustauschanlage, sowie den Einsatz eines 64L-Autoklaven mit einem automatisierten Trocknungsvorgang. Neben dem Scale-up der Produktionsanlage werden in dieser Arbeit verschiedene Methoden zur Anwendung von Aerogelen in Dämmstoffen betrachtet. Ein Schwerpunkt ist die Entwicklung von kohlenstofffaserverstärktem Textilbeton (TRC) mit Sandwichkern aus zellularem Leichtbeton (CLC), der Silika-Aerogele enthält.Publicationtype: Conference Poster not in Proceedings196 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Item type:Publication, Access status: with files , Scale-up of aerogel manufacturing plant for industrial production(2022-09-29); ; ; ; The special characteristics of aerogels in terms of lightweight, porous and super-insulation recommends their application in the area of building and construction. The definition of super-insulation states better insulation behavior than air. The thermal conductivity of conventional insulation products such as EPS or mineral wool are typically in the range of 30-50 mW/(m⋅K). In comparison, silica aerogels are characterized by a thermal conductivity of 12-20 mW/(m⋅K) and cellulose aerogels by a thermal conductivity of 15-20 mW/(m⋅K). This low thermal conductivity, which results from the interplay of air-filled pores and skeletal backbone, enables a more efficient and flexible application as insulation material for nearly zero energy buildings (nZEB). The limiting factor for the actual application of aerogels in an industrial scale, is currently the aerogel production. Furthermore, the supply chains of aerogels are not yet established enough to enable widespread market application. Within this work, a scale-up of the aerogel production line is performed to reduce production costs for broader market uptake. The overall scale-up includes the scale-up of each manufacturing step: gelation, solvent exchange, and supercritical drying. With this, a production capability of 50 lt. of solvent exchanged particles per day and up to 2000 lt. aerogels per year are aimed. This involves a large-scale gelation and solvent exchange plant, as well as the utilization of a 64 L autoclave for the supercritical drying step with integrated software for an automated drying. In addition to the scale-up of the manufacturing plant, different approaches to applying aerogels in insulation materials are considered in this work. A key point is the development of carbon fiber reinforced textile concrete (TRC) with a sandwich core made of Cellular Lightweight Concrete (CLCi) including silica or cellulose aerogels.Publicationtype: Conference Poster not in Proceedings452 269