Waarom we overstapten op infraroodverwarming voor het kweken van koolstofnanobuizen
Als je ooit met de productie van koolstofnanobuizen hebt gewerkt, weet je hoe moeilijk dat kan zijn. Je hebt een precieze temperatuur nodig – niet zomaar ‘voldoende’, maar echt precies die temperatuur – anders is het hele productieproces nutteloos. Lang hebben ze alleen maar die enorme, resistieve ovens gebruikt. Maar eerlijk gezegd: die verspillen enorm veel energie. Je gebruikt bijna de helft van de energie alleen al om een enorme metalen kist en de lucht erin op te warmen, voordat het substraat zelfs maar iets voelt.
Daarom zijn we overgestapt op kortgolfgroen infraroodverwarming.
De warmte precies waar het nodig is
Het voordeel van infraroodverwarming is dat deze zich niks aantrekt van de lucht. De stralingsenergie wordt rechtstreeks naar het doel gestuurd. Het gaat snel – echt heel snel. In plaats van te wachten tot de kamer op temperatuur is, kunnen we de gewenste temperatuur vrijwel meteen bereiken. Hierdoor hoeven we geen enorme hoeveelheden energie te gebruiken om de ruimte op temperatuur te houden. We richten de energie precies daar waar de nanobuizen worden gekweekt, en nergens anders.
De apparaten die we gebruiken
We gebruiken kwarts-halogeenlampen. Waarom? Omdat ze de belasting aankunnen. Wanneer de temperatuur snel verandert, breken goedkope materialen. Kwarts doet dat niet. Bovendien zorgt de halogeencirkeling ervoor dat het gloeiende draadje niet verdampt, zodat de lampen lang meegaan.
We proberen ook de oppervlakte van de apparaten zo klein mogelijk te houden, zodat de schone ruimte netjes blijft. We gebruiken alleen kortgolfgroen infraroodverwarming. Middellange of lange golflengten dringen niet genoeg door in het substraat. Als dit niet gebeurt, ontstaan er ‘ hete punten’ op het substraat, en dat is een groot probleem voor het aligneren van de nanobuizen.
De realiteit op de werkvloer
Vanuit milieuperspectief is dit een goede optie. Het verminderen van de energieverbruik zorgt voor een efficiëntere productie. Het is fijn om een fabriek te hebben die geen energie zinloos verspilt.
Maar er is een nadelen: deze infraroodapparaten genereren een enorme hoeveelheid stralingswarmte. Als je het niet goed regelt met de koelingssystemen of als je geen goede warmteschermen gebruikt, kan dat ertoe leiden dat je sensoren beschadigen en je bedrading smelt. De energiebesparing is indrukwekkend, maar je moet wel goed opletten met de thermische beheersing. Anders vervang je gewoon een hoge energierekening door een hoop kapotte apparaten.