Bosch, insieme al Karlsruhe Institute of Technology (KIT) e all’azienda chimica BASF, ha prodotto il primo microreattore in ceramica tecnica mediante stampa 3D. All’interno del microreattore avvengono reazioni chimiche. In termini di temperatura, stabilità e corrosione, pochi materiali sono in grado di resistere alle condizioni critiche causate dalle reazioni chimiche a temperature elevate. “Per poter controllare una reazione chimica, il reattore deve essere robusto, resistente al calore e avere strutture complesse al proprio interno” ha spiegato Klaus Prosiegel, Sales Manager presso la start-up Bosch Advanced Ceramics in Algovia. “La ceramica tecnica stampata in 3D possiede queste eccellenti caratteristiche”.
La società di ricerche di mercato Data Bridge prevede un volume di mercato globale di circa 15 miliardi di euro per la ceramica tecnica entro il 2029. Questo materiale così versatile è richiesto nei più svariati settori. In medicina, le cosiddette forbici bipolari consentono di tagliare i tessuti e allo stesso tempo di fermare un’emorragia. La corrente elettrica che scorre attraverso le due metà metalliche delle forbici riscalda il tessuto e lo coagula. Un isolante in ceramica tecnica assicura che le due lame metalliche non causino cortocircuiti durante la chiusura delle forbici. In questo modo, le operazioni sono più veloci e sicure. Nel campo della mobilità, invece, la ceramica tecnica viene utilizzata per la sua estrema resistenza al calore e conduttibilità ionica, per esempio negli stack di celle a combustibile. Anche i sensori che supportano il guidatore nelle manovre di parcheggio sono realizzati in ceramica tecnica. Un altro campo di applicazione è quello dei macinacaffè per macchine da caffè automatiche. In questo caso, il materiale particolarmente resistente garantisce che la macinazione rimanga invariata nel tempo, evitando che l’abrasione del materiale possa influire sul sapore del caffè. “Siamo presenti sul mercato con i nostri prodotti in tutti questi settori” ha affermato Prosiegel.
Bosch Advanced Ceramics era consapevole che la ceramica tecnica fosse molto adatta anche per le reazioni chimiche. “La sfida, tuttavia, era quella di individuare il processo adatto per realizzare le complesse strutture all’interno del reattore in ceramica” ha dichiarato Prosiegel. Per risolvere questo problema, il team di Bosch Advanced Ceramics, composto da dieci persone, ha unito le due competenze principali della start-up: ceramica tecnica e stampa 3D. “Abbiamo utilizzato con successo la stampa 3D per produrre componenti in ceramica che non possono essere realizzati in modo convenzionale” ha affermato Prosiegel.
Ora BASF utilizza il microreattore nella ricerca di base, perché consente di monitorare le reazioni chimiche in condizioni di temperatura ideali. Inoltre, sono necessarie quantità minori di materie prime ed energia rispetto ai grandi reattori. Analizzando i risultati su piccola scala, gli esperti possono poi implementarli su larga scala. In una fase successiva, si prevede di stampare per BASF altri dieci o venti apparecchi con questa struttura. Secondo Prosiegel, è possibile ipotizzare altri usi della ceramica tecnica nel campo della chimica: “Dopotutto, la maggior parte dei crogioli da laboratorio è in ceramica tecnica” ha aggiunto.
