WalliDiam : a step further in diamond coating


Diarotech is al sinds zijn oprichting aanwezig op de markt van de aardoliewinning en is actief in de productieketen van de belangrijkste energiebron op aarde. Maar aangezien we ons ook bewust zijn van de sociale, milieu- en energiegerelateerde uitdagingen, werken al meer dan 10 jaar aan de overgang naar nieuwe energiebronnen!

Van alle duurzame toekomstgerichte oplossingen is zonne-energie een goede kandidaat :


World solar energy map

Bron : https://www.inforse.org/europe/dieret/Solar/solar.html

  • 1,08 1018 kWh: dat is de hoeveelheid zonne-energie die jaarlijks de aarde bereikt. Hetzij meer dan 9,28 1013 TOE*.
  • Momenteel worden dagelijks 100 miljoen vaten olie geproduceerd, wat overeenkomt met bijna 1,4 107 TOE*/dag. Met andere woorden: dagelijks ontvangt de aarde van de zone bijna 20.000 keer meer energie dan wat we met olie zouden kunnen benutten.
  • Het dagelijks bruikbare vermogen van de zon bedraagt gemiddeld 340 W/m² (nacht inbegrepen). Er zou dus 3,3 1010 m² nodig zijn om de door menselijke activiteiten verbruikte energie op te vangen, hetzij twee keer minder dan de oppervlakte die aan de landbouwproductie van biodiesel is toegewezen, of nog het equivalent van de oppervlakte van België.

(*TOE, wat staat voor ton olie-equivalent, komt overeen met de bruikbare energie uit 1 ton petroleum. Komt overeen met 11.630 kWh.)


Maar hoe kunnen we onze ervaring, kennis en vaardigheden benutten om aan de energietransitie deel te nemen? Misschien vinden we het antwoord op deze vraag bij de oplossing die werd gevonden om de oliewinning makkelijker te maken: diamant!


Diamond and other semiconductors

Naast het feit dat diamant het hardste materiaal op aarde is, kan het ook heel wat uitzonderlijke eigenschappen voorleggen. Onder andere: een zeer lage wrijvingscoëfficiënt, een optimale thermische geleidbaarheid, buitengewone elektronische eigenschappen en nog veel meer. Zo is diamant met name een goede kandidaat ter vervanging van het silicium in de fotovoltaïsche cellen die worden gebruikt bij de productie van zonnepanelen met een zeer hoog rendement.

Vandaar dat Diarotech de uitdaging is aangegaan om zich in te zetten voor een project van diamantsynthese via chemische afzetting in dampfase (CVD), om alle eigenschappen van de gevormde diamantfilm optimaal te benutten.

Tijdens dit project heeft het Diarotech-team een nieuwe CVD-afzettingstechnologie ontwikkeld en gepatenteerd. Dankzij de ontworpen laboratoriumeenheid kan diamant op substraten met een oppervlakte van 0,5 tot 3 cm² worden afgezet tegen afzettingssnelheden van meerdere tientallen µm/u, en met een veel lager energieverbruik dan de concurrerende technologieën.


Image
Qualité des dépôts

De kwaliteit van de geproduceerde afzettingen heeft al voor heel wat interesse gezorgd bij diverse industriëlen. Momenteel werken we aan een piloot- of pre-productie-eenheid.

Hoe werkt het ?


Image

Diamant is een van de allotrope vormen van koolstof waarbij elk koolstofatoom met 4 andere koolstofatomen verbonden is in een zogenaamde kubische vlakgecentreerde structuur. De koolstof is in dit geval een sp³-hybridisatie. Deze structuur is bestand tegen grafiet, waarbij elk koolstofatoom verbonden is met drie andere atomen in hetzelfde vlak die zeshoekig gestructureerde lagen vormen, waardoor de koolstof in dit geval een sp²-hybridisatie is.

Substrate

Bij normale druk- en temperatuuromstandigheden is de grafiet-structuur de stabiele structuur, maar in bepaalde druk- en temperatuuromstandigheden is het daarentegen de diamant-structuur die stabiel is.

Net als natuurlijke diamant blijft het diamant dat in deze stabiele omstandigheden via ons procedé wordt gesynthetiseerd, metastabiel in omgevingsomstandigheden.

De methode bestaat er dus in om koolstofatomen aan te brengen in omstandigheden waarin de sp³-hybridisatie sterk overweegt, en dat is met name het geval bij lage druk en hoge temperatuur!

Daartoe voeren we een elektrische stroom door een lagedrukgas dat koolstofhoudende stoffen (methaan, acetyleen, koolstofdioxide …) bevat in de buurt van een substraat.

Dankzij onze technische specifieke kenmerken kunnen we opmerkelijke resultaten behalen ten opzichte van de concurrerende technologieën!

Wat is het resultaat ?

Een grote flexibiliteit op het gebied van afzettingsstructuren, gaande van Ultra-Nano-Kristallijn (UNC) (d < 10 nm) tot Micro-Kristallijn (d > 100 µm), en hoge afzettingssnelheden tot meerdere tientallen micron per uur. Een perfecte beheersing van het intern ontwikkelde procedé, waardoor een afzetting van onberispelijke kwaliteit mogelijk wordt:

Ultra nano cristallin
  • Uniforme afzetting
  • Constante dikte
  • Geoptimaliseerd hechtvermogen van de afzettingslaag
  • Zeer laag percentage sp²/sp³
  • Hoge hardheid
  • Geringe korrelgrootteverdeling

Een exclusieve technologie die kwaliteit, snelheid en efficiëntie combineert met uitstekende prestaties op het vlak van energie !

logo

Diarotech sur Linkedin

Contact

Diarotech S.A.
Rue du Rabiseau, 19
B-6220 Fleurus
Belgique
Tél. : +32 (0) 71 822 828
Fax : +32 (0) 71 822 829

TVA : BE0463.210.137
RPM : Charleroi