Чому ми перейшли на використання інфрачервоного нагріву для виробництва вуглецевих нанотрубок
Під час вирощування вуглецевих нанотрубок усе зводиться до температури. Якщо контроль температури не ефективний, каталізатор не активується, а процес осадження вуглецю провалюється. Просто так.
Довгий час всі використовували традиційні резистивні печі. Але це, по суті, величезні печі, які витрачають безліч енергії на нагрівання повітря, яке навіть не потрібне. Ми вирішили замінити їх на системи з короткохвильовим інфрачервоним випромінюванням.
Швидкість – це все.
Якість нанотрубок залежить від швидкості підвищення температури. За допомогою інфрачервоних ламп тепло поширюється радіаційно – воно потрапляє прямо на об’єкт нагріву.
Ми налаштували ці системи так, щоб досягти необхідної температури за кілька секунд. Не хвилин… Секунд. Це робить весь процес більш ефективним та зменшує споживання енергії на один пластинчатий елемент.
Правильний діапазон хвиль
Ми використовуємо кварц-галогенні технології для зберігання енергії в діапазоні коротких хвиль. Чому? Тому що короткохвильове інфрачервоне випромінювання проникає в сам матеріал. Довгохвильове тепло просто відбивається чи залишається на поверхні.
Це дозволяє каталітичному шару нагрітися до необхідного рівня без необхідності нагріву всього реактора. Іноді ми використовуємо покритий кварц для точного налаштування випромінювання. Це коштує трохи більше, але це того варте заради точності.
Реальні компроміси
Це не так просто, як здається. Потрібно переглянути свої методи охолодження. Оскільки інфрачервоні лампи створюють дуже інтенсивне тепло, системи охолодження мають бути ефективними. Якщо не приділити увагу охолодженню, температура може відхилятися від необхідного рівня, і тоді починаються проблеми.
Але як тільки все налаштовано правильно, ці пристрої можна легко вставити в існуючі лінії виробництва. Таким чином можна уникнути зайвого часу, який потрібен для нагрівання печей.
Це просто базові закони фізики. Чим менше витрачається енергії, тим ефективнішим та екологічнішим є завод.