Dr. Thomas Jähnert, Advanced Powder Technology, Glatt Ingenieurtechnik Weimar, Germany, präsentiert in seinem Vortrag "APPtec® – a new generation of spray pyrolysis technology to produce advanced catalyic materials" neue Möglichkeiten für das Partikel-Design.

Die Anwendungsmöglichkeiten sind nahezu unbegrenzt, wobei Katalysatoren stets anwendungsspezifisch und selektiv wirken. Gerade deshalb ist es eine große Herausforderung, Katalysator-Partikel passend für die jeweilige Applikation zu entwickeln und vor allem in gleichbleibender Güte schnell marktfähig zu machen. Die bisherigen Verfahren benötigen bis zur Realisierung von Katalysatoren im industriellen Maßstab immer noch lange Entwicklungszeiten. APPtec® eröffnet hier ganz neue Wege: Das innovative Sprühkalzinationsverfahren ermöglicht erstmals die schnelle, zielgenaue, anwendungsspezifische Definition des Herstellungsprozesses von Pulvern für katalytische Materialien.

In einem einzigen Prozessschritt können die chemische Zusammensetzung und Größe sowie Partikelstruktur und -oberfläche präzise eingestellt werden. So lässt sich, beispielsweise durch anwendungsspezifische Definition der Oberflächeneigenschaften, die Aktivität der katalytischen Werkstoffe präzise einstellen. Von Beginn an bestimmt die Anwendung das Vorgehen, um in kürzester Entwicklungszeit die Aktivitäten der katalytischen Pulverwerkstoffe zu erreichen, die für die jeweilige Applikation entscheidend sind.

Die einzigartigen thermodynamischen Bedingungen im pulsierenden Heißgasstrom ermöglichen in Sekundenschnelle besondere Reaktionszustände, die zu außergewöhnlichen Eigenschaften führen und es z. B. erlauben, die katalytische Aktivität um ein Vielfaches zu steigern. Möglich ist dies durch die Pulsation, bei der die Wärmeübertragung vom Gas zum Partikel auf das Fünf- bis Zehnfache im Vergleich zu einer kontinuierlichen Strömung erhöht wird. Diese besonderen thermodynamischen Bedingungen können u. a. so genutzt werden, dass Materialien mit amorphen Strukturen und hohen Gitterfehlordnungen gebildet werden, was deren katalytische Aktivität ebenfalls deutlich steigert. Darüber hinaus bietet APPtec® die Möglichkeit, die Gasatmosphäre oxidierend oder frei von Sauerstoff einzustellen – ein weiterer wichtiger Parameter zur gezielten Synthese der gewünschten katalytischen Materialien.

Besonders wichtig für die Katalysatorentwicklung ist die Homogenität des Produkts:
APPtec® erlaubt den Einsatz von Rohstofflösungen, die bereits alle Komponenten des gewünschten Materials in einer optimalen Mischung enthalten. Diese chemische Homogenität der Rohstoffe in Verbindung mit der identischen thermischen Behandlung garantiert eine herausragende Qualität.

Das Verfahren ermöglicht außerdem, feinste Partikel zu beschichten und sogenannte Core-Shell-Partikel oder auch geträgerte Katalysatorsysteme zu erzeugen. Verfahrensbedingt ist auch die Beschichtung außerordentlich homogen, wobei die Schichtdicke in breiten Bereichen eingestellt werden kann.