Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rohstoffe aus Industriewässern gewinnen – mit Membranadsorbern

15.06.2015

Am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart entwickeln Wissenschaftler Membranadsorber, mit denen sich Schad- und Wertstoffe aus Wasser selektiv abtrennen lassen. Diese Technologie kann einerseits zur Wasseraufbereitung eingesetzt werden, ein großes Potenzial liegt aber speziell in der Rückgewinnung von wertvollen Metallen. Vom 15. bis 19. Juni 2015 präsentiert das IGB die Membranadsorber auf der ACHEMA in Frankfurt (Halle 9.2, Stand D64).

Im Zuge knapper werdender Ressourcen gewinnt das Recycling von Rohstoffen immer mehr an Bedeutung. Insbesondere Sondermetalle sind aufgrund ihres Werts (Edelmetalle) oder ihrer Verfügbarkeit (Seltene Erden) für die Industrie enorm wichtig. In industriellen Prozess- und Abwasserströmen sind beträchtliche Mengen dieser metallischen Rohstoffe enthalten.


Membranadsorber Wertstoffe

Auch bei Feststoffen wie Elektronikschrott oder Aschen aus Verbrennungsprozessen erfolgt in der Regel eine nasschemische Aufarbeitung, um Metalle aus dieser Matrix herauszulösen. Hier sind weitere, zum Teil sehr aufwendige Prozessschritte nötig. Um die Wertstoffe aus dem Wasser wiederzugewinnen, bedarf es also kostengünstiger und effizienter Trennverfahren. Das Fraunhofer IGB entwickelt hierfür spezielle Membran-adsorber.

Mixed-Matrix-Membranen binden Wertstoffe

Mithilfe von Membranen lässt sich Wasser filtern, wobei in erster Linie die Porengröße bestimmt, welche Stoffe durchgelassen werden. Die unter der Membranoberfläche gelegenen porösen Strukturen blieben dabei bisher ungenutzt. Hier setzt die am Fraunhofer IGB neu entwickelte Adsorbertechnologie an.

»Dabei integrieren wir Partikel, die im Wasser gelöste Stoffe adsorptiv binden, gut zugänglich in den Mikroporen der Membranen«, erläutert Dr. Thomas Schiestel, der am IGB die Gruppe »Anorganische Grenzflächen und Membranen« leitet. Auf diese Weise entstehen sogenannte Mixed-Matrix-Membranen, die Wasser nicht nur durch die Zurückhaltung von Stoffen filtern, sondern die enthaltenen Wertstoffe gezielt festhalten können.

Membranen mit Adsorberpartikeln individuell funktionalisiert

Aufgrund der Vielzahl nutzbarer Partikel können die Membranen für den jeweils angedachten Zweck funktionalisiert werden. So lassen sich selektiv ganz bestimmte Wertstoffe in reiner Form aus dem Wasser gewinnen. »Membranadsorber mit Schwefelharnstoffgruppen binden beispielsweise über 0,8 Gramm Silber pro Quadratmeter Membranfläche, Phosphonat-Membranadsorber 1,5 Gramm«, beschreibt IGB-Wissenschaftler Schiestel.

Zudem ist es möglich, verschiedene Partikel in einer einzigen Membran zu kombinieren, um mehrere unterschiedliche Stoffe gleichzeitig zu binden. Dies hat vor allem bei der Abwasserreinigung große Vorteile. Durch die Variation der Partikeloberfläche und die Kombination unterschiedlicher Partikel stellt das IGB Membranadsorber her, deren Trenneigenschaften flexibel für Anwendungen in den Bereichen Trinkwasser, Prozesswasser und Abwasser angepasst werden können.

Wenn es um die Wirtschaftlichkeit der Trennverfahren geht, kommt der Regenerierbarkeit der Membranen eine besondere Bedeutung zu. Bei den am IGB entwickelten Membransystemen erreichten die Fraunhofer-Wissenschaftler eine vollständige Regeneration der Adsorber. Kupfer lässt sich auf diese Weise um den Faktor 100 anreichern.

Das Forscherteam am Fraunhofer IGB wird nun in weiteren Arbeiten das Prinzip der Membranadsorber auf Hohlfasermembranen übertragen. Diese ermöglichen sowohl eine höhere spezifische Trennfläche als auch ein höheres spezifisches Adsorptionsvolumen.

Fraunhofer IGB auf der ACHEMA 2015

»Unsere Forschungsergebnisse stellen wir nun auf der Achema 2015 vor«, erklärt Schiestel. »Dort informieren wir Besucher gern über die Technologie und ihre Anwendungsmöglichkeiten.« Das IGB ist auf der Messe in Frankfurt vom 15.–19. Juni 2015 am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand vertreten (Halle 9.2, Stand D64).

Originalliteratur

K. Niedergall, M. Bach, T. Hirth, G.E.M. Tovar, T. Schiestel (2014) Removal of micropollutants from water by nanocomposite membrane adsorbers, Sep. Purif. Technol. 131: 60-68

K. Niedergall, M. Bach, T. Schiestel, G.E.M. Tovar (2013) Nanostructured composite adsorber membranes for the reduction of trace substances in water: the example of bisphenol A, Industrial Chemical Research ACS Special Issue: Recent Advances in Nanotechnology-based Water Purification Methods, Ind. Eng. Chem. Res. 52/39 14011, DOI: 10.1021/ie303264r

Weitere Informationen:

http://www.igb.fraunhofer.de/de/presse-medien/presseinformationen/2015/rohstoffe...

Dr. Claudia Vorbeck | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Weltneuheit im Live-Chat erleben
25.05.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Neue Schaltschrank-Plattform für die Energiewelt
24.05.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Das große Aufräumen nach dem Stress

25.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

APEX wirft einen Blick ins Herz der Finsternis

25.05.2018 | Physik Astronomie

Weltneuheit im Live-Chat erleben

25.05.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics