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LARGE SCALE PRODUCTION OF TAILORED NANO-OXIDES BY ADVANCED HIGH-OUTPUT, HIGH-VERSATILITY FLAME SPRAY PYROLISIS

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Une technique de pulvérisation pour fabriquer des nanoparticules à grande échelle

Les nanoparticules d'oxydes métalliques sont un élément important des nanotechnologies et des produits associés. La toute première production à l'échelle industrielle, en partant d'un processus prometteur à l'échelle du laboratoire, placera l'UE en tête de ce domaine.

Technologies industrielles

Le marché mondial des nano-oxydes a globalement quadruplé au cours des quatre dernières années. Mais malgré la présence croissante des nanoparticules dans de très nombreux produits et processus, elles restent difficiles et coûteuses à produire, la plupart des processus nécessitant plusieurs étapes. Pour surmonter cette difficulté, les scientifiques du projet ADVANCE-FSP , financé par l'UE, sont partis d'un processus de laboratoire en une seule étape et l'ont transformé en un prototype de production industrielle. La pyrolyse par pulvérisation à la flamme peut fabriquer en une seule étape diverses nanoparticules minérales sophistiquées, apportant d'importantes économies en délais, en matériaux et en coûts. Cependant, lors de la proposition du projet, la production à l'échelle du laboratoire ne pouvait dépasser les quelques centaines de gramme par heure. En outre, les tentatives pour agrandir l'échelle de production avaient augmenté la taille des nanoparticules d'oxydes métalliques, ce qui était indésirable. L'équipe du projet a utilisé des méthodes de mesure en ligne pour optimiser les formulations et les paramètres du processus. Les chercheurs ont soutenu le travail expérimental par des simulations et des modélisations via dynamique des fluides. Ils ont progressivement augmenté la production, atteignant 5kg/h, un record mondial pour la pyrolyse par pulvérisation à la flamme. L'analyse de la sûreté des nanoparticules et la gestion des risques, conformément aux procédures agréées, a conduit à une chaîne de production qui élimine tout contact humain avec les nanopoudres. Elle automatise le transport des nanoparticules ainsi que l'emballage et le transport des produits. L'analyse économique a démontré que ce processus peut dans certain cas réduire de moitié les prix commerciaux. Les études sur l'environnement démontrent un avantage évident pour la technologie, principalement en raison de l'élimination de grandes quantités de solvants. Le marché mondial des nanomatériaux est vaste, mais les produits font toujours largement appel à des nanoparticules plus anciennes, bien établies. Le fait de produire rapidement, économiquement et à grande échelle de nouveaux types de particules pourrait conduire à des produits très intéressants, auparavant impossibles. En outre, ceci propulsera l'UE au premier plan des technologies, contribuant à la prospérité économique des pays et des citoyens de l'Europe.

Mots‑clés

Pyrolyse par pulvérisation à la flamme, nanoparticule, oxyde métallique, production industrielle

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