Wie funktionale Oberflächen die Ressourceneffizienz verbessern

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Mit dem neuartigen Beschichtungsverfahren, das die Projektpartner von Nanoefficiency entwickelt haben, können nanofeine Coatings auf Mikrostrukturen und Mikrobauteilen aufgebracht werden, ohne die Mikrogeometrie und Funktion der Bauteile zu zerstören. Die innovative Beschichtung für Wasserfilter zeichnet sich dadurch aus, dass sie katalytisch Verschmutzungen zersetzen kann und zudem antikorrosiv wirkt. Bei der Entwicklung wurden die aktuellen Forschungsergebnisse zur Ökotoxizität von Nanopartikeln berücksichtigt. Das Ergebnis wurde mit vielen Versuchsreihen erzielt.

Produkt mit funktionaler Oberfläche zeigt keine neuen Foulingherde

Auf 60 Mikrosieben applizierten die Forscher fünf verschiedene Katalysatorpartikel in diversen Beschichtungsdispersionen und testeten sie auf ihre Haftbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Photoaktivität. Für das gewählte Beschichtungssystem betrug die Photoneneffizienz zwischen 0,07 und 0,1 %. Die Antifoulingwirkung des beschichteten Siebs im Wasserfilter wurde durch das Aufbringen von verdünntem Belebtschlamm getestet, der als Filterkuchen auf dem Sieb abgeschieden wurde. Im Gegensatz zu einem unbeschichteten Mikrosieb zeigten sich bei dem Produkt mit funktionaler Oberfläche auch nach längerem Gebrauch keine neuen Foulingherde.

Die photokatalytische Oberfläche reduziert also deutlich die Foulingneigung der Mikrosiebe. Zudem wurde hier eine Reduktion der Keime um vier Log-Stufen nachgewiesen. Damit kann die aufwendige Reinigung der Filter in der Wasseraufbereitung, die mit einem hohen Verbrauch an Chemikalien verbunden ist, deutlich reduziert werden. Die Ergebnisse wurden in einer Versuchsanlage im Technikumsmaßstab mit einer Leistung von 1 m³ gefiltertem Wasser pro Stunde, die mit dem Mikrosiebmodul betrieben wurde, erfolgreich auf ihre Anwendbarkeit getestet.

Foulingschichten verursachen in Abwasser- und Entsalzungsanlagen enorme Kosten

Wenn sich die Mikrosiebe bei ihrem Einsatz in der transportablen Trinkwasseraufbereitung in Krisengebieten bewährt haben, sollen sie auch in großtechnischen Anwendungen wie der kommunalen Wasser- und Abwassertechnik zum Einsatz kommen. Hier können die Filtermodule helfen, viel Geld zu sparen, denn Foulingschichten verursachen in Abwasser- und Entsalzungsanlagen jährliche Kosten von mehr als 1 Mrd. Euro.

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Produkt mit funktionaler Oberfläche zeigt keine neuen Foulingherde

Foulingschichten verursachen in Abwasser- und Entsalzungsanlagen enorme Kosten