Daikin Chemical onderzoekt met Weisstechnik

De internationaal toonaangevende specialist in high-performance chemicaliën Daikin Chemical heeft een nieuw innovatiecentrum in Dortmund gebouwd. Hier wordt onder andere onderzoek gedaan naar optimalisatiemogelijkheden voor lithium-ionbatterijen voor elektrische voertuigen. De daarvoor benodigde droogruimte in het personeelslabor werd ontworpen en gerealiseerd door weisstechnik.

Succesvolle dochteronderneming van een groot concern

Daikin Industries is een Japans concern met bijna 88.000 medewerkers en een jaarlijkse omzet van 23 miljard euro wereldwijd. Het concern is actief in verschillende sectoren en toepassingsgebieden en beschikt over talrijke dochterondernemingen. Daaronder valt ook Daikin Chemical Europe, een wereldwijd toonaangevende specialist in fluorchemicaliën. In zijn nieuw gebouwde innovatiecentrum in Dortmund voert Daikin Chemical fundamenteel onderzoek uit voor klanten en voor de ontwikkeling en verbetering van eigen producten. Een centraal onderzoeksgebied is de verdere ontwikkeling van materialen voor lithium-ion- en andere batterijen voor de automobielindustrie. Het doel van het onderzoek is bestaande batterijen verder te verbeteren en de basis te leggen voor de volgende generaties batterijen.

Onderzoek naar een nieuw niveau tillen

Met het nieuw gebouwde innovatiecentrum worden de technische mogelijkheden van de onderzoeksafdeling aanzienlijk verbeterd. Vanaf nu vervangt een ruim bemeten droogruimte voor twee personen de eerdere glove-boxen. De droogruimte verhoogt niet alleen het werkcomfort en de efficiëntie, maar opent ook nieuwe mogelijkheden op het gebied van processen en de grootte van de te verwerken materialen en apparatuur. De tot nu toe gebruikte glove-boxen konden slechts objecten tot een grootte van 20 x 20 cm bevatten, die zorgvuldig moesten worden ingebracht en uitgenomen. In de nieuwe droogruimte gaat dit veel eenvoudiger en in duidelijk grotere afmetingen. Zo kan bijvoorbeeld ook apparatuur voor het persen van actieve materialen in de droogruimte worden gebruikt.

Van fundamenteel onderzoek tot proof-of-concept

Het onderzoek van Daikin Chemical omvat het werken met actieve materialen en mengsels, bijvoorbeeld voor de voorbereiding van elektroden en voor de productie van nieuwe vaste elektrolyten voor de volgende generatie lithium-ionbatterijen. Het gaat erom optimale materiaalkombinaties te ontwikkelen en hun toepasbaarheid te testen met betrekking tot interacties met andere materialen. Zo krijgen klanten de volledige chemie voor hun batterij uit één hand. De ontwikkeling richt zich op de grote trends in batterijtechnologie: verhoging van de energiedichtheid en verkorting van de oplaadtijd, verlenging van de levensduur, optimalisatie van de veiligheid en vergroting van de duurzaamheid.

Onderzoek naar batterijchemie als kernpunt

Om de prestaties van de celchemie te onderzoeken en te verbeteren, worden verschillende materialen doelgericht gecombineerd en bijvoorbeeld getest in knoopcellen. Een belangrijke component hierbij is ook metallisch lithium, dat snel en agressief reageert met vocht. Daarom moeten werkzaamheden en tests met metallisch lithium altijd in de droogruimte plaatsvinden om schade aan mensen, het laboratorium en het milieu te voorkomen.

Ervaren projectteam in actie

De bouw van het innovatiecentrum werd begeleid door de Japanse bouwspecialist Takenaka als hoofdaannemer. De laboratoriumuitrusting van de droogruimte werd vakkundig verzorgd door Hemling, waarmee weisstechnik al succesvol had samengewerkt bij andere projecten. De juiste partner voor de droogruimte werd door Daikin Chemical geselecteerd via een aanbesteding. Vanwege de reeds bestaande positieve zakelijke relaties – zowel als leverancier als klant – was het duidelijk dat ook weisstechnik een offerte moest uitbrengen.

Overtuigend in aanbestedingsprocedures

Met inzet en vakkennis wist weisstechnik zich te onderscheiden van de concurrentie. Het technische totaalconcept voor de droogruimte, dat tijdens het project meerdere keren moest worden aangepast vanwege gewijzigde randvoorwaarden, voldeed aan alle eisen. De hier voor het eerst gebruikte luchtontvochtigingsinstallatie met 2-rotorconcept zorgt in combinatie met een Daikin-chiller voor een optimale energie-efficiëntie. Vooral de flexibiliteit en de korte reactietijden van het planningsteam waren belangrijk. De snelle en verbindende aanpak van weisstechnik heeft de opdrachtgever enthousiast gemaakt en was een belangrijke factor bij de gunning van de opdracht. Een andere doorslaggevende factor was dat weisstechnik een one-stop-shop-aanbieder is, die zowel droogruimte- als cleanroomtechniek in het portfolio heeft en alle diensten van ontwerp tot service uit één hand levert.

Technische specificaties van de droogruimte

De droogruimte heeft een oppervlakte van 52 m² en een dauwpunt van -55 graden Celsius. Ze is uitgerust als laboratorium met bijbehorende personeelsdeuren en biedt permanente toegang aan twee personen. De droogkamer is opgebouwd uit standaardmodules in stalen framebouw en garandeert een kamertemperatuur van 21 +/- 3 graden Celsius. De klimaatinstallatie is geïntegreerd in de bestaande gebouwinstallatie. Een bijzonderheid was de integratie van de door Daikin geleverde dubbele chiller van type EWAQ 130G-XR. Omdat weisstechnik dit model ook voor andere installaties gebruikt, kon de integratie probleemloos worden gerealiseerd. De dubbele chiller is aanvankelijk duurder in aanschaf, maar helpt door de betere modulatie de energiekosten aanzienlijk te verlagen. Hierdoor wordt de hogere aanschafprijs na iets meer dan een jaar terugverdiend. Daarnaast helpt het Daikin om de ambitieuze duurzaamheidsdoelstellingen te behalen. De klimaat- en ventilatietechniek werd door weisstechnik zelfstandig geïntegreerd in de nieuwbouw, en het laboratoriumafzuigsysteem werd voorzien van een extra afzuigsysteem.

Succesvolle afronding van het project

Na voltooiing en ingebruikname van de installatie trekt Lemke een zeer positief oordeel: "De professionaliteit en betrouwbaarheid werden consequent doorgezet van de planning tot de bedrijfsvoering van de droogruimte. Daar hoorde ook het benodigde fijn afstemmen van de installatie bij, dat snel en vakkundig werd uitgevoerd door de service-specialisten van weisstechnik. De installatie draait uiterst stabiel en stil en houdt het dauwpunt zelfs betrouwbaar tot 2,5 personen." In de planning was al rekening gehouden met een mogelijke uitbreidingsfase van de droogruimte tot cleanroom, die later zonder problemen kan worden gerealiseerd. Ook qua planning was het een voltreffer. Ondanks enkele covid-gerelateerde vertragingen en bouwkundige wijzigingen kon weisstechnik de droogruimte zelfs nog vóór de geplande datum afronden.