Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanokohlenstoffe verwandeln Abwärme in Strom und reinigen Abwässer ohne Chemie

15.10.2015

Wissenschaftler aus Saarbrücken arbeiten an einer Methode, mit der man Abwässer ohne Chemikalien und zudem energie-effizient entsalzen kann: Bei der sogenannten elektrosorptiven Entionisierung (CDI) werden die Ionen über Elektroden aus dem Wasser entfernt und an den Elektroden gesammelt. Zurück bleiben sauberes Wasser und die an den Elektroden angereicherten Ionen. Dieser umweltverträgliche Prozess lässt sich sogar zur Stromerzeugung nutzen: Auch Abgase, wie zum Beispiel Kohlendioxid, eignen sich dann, in Wasser als Ionen gelöst, um elektrische Energie zu erzeugen.

Um Salze und Schwermetalle aus Abwässern zu entfernen, werden diese über chemische Reaktionen gereinigt oder aufwändigen Filtermethoden unterzogen. Wissenschaftler aus Saarbrücken arbeiten an einer Methode, mit der man Abwässer ohne Chemikalien und zudem energie-effizient entsalzen kann:


Nanokohlenstoffe reinigen Wasser über elektrosorptive Entionisierung.

Copyright: Uwe Bellhäuser/Volker Preser (INM)

Bei der sogenannten elektrosorptiven Entionisierung (CDI) werden die Ionen über Elektroden aus dem Wasser entfernt und an den Elektroden gesammelt. Zurück bleiben sauberes Wasser und die an den Elektroden angereicherten Ionen. Dieser umweltverträgliche Prozess lässt sich sogar zur Stromerzeugung nutzen: Auch Abgase, wie zum Beispiel Kohlendioxid, eignen sich dann, in Wasser als Ionen gelöst, um elektrische Energie zu erzeugen.

Auf einer internationalen Tagung in Saarbrücken tauschen über hundert Experten aus 20 Ländern vom 26. bis 28. Oktober ihr Wissen aus, um die Materialien und Prozesse, die dieser Methode zugrunde liegen, weiter zu verstehen und zu verbessern. Veranstalter auf dem Saarbrücker Campus ist das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien.

Das Prinzip der Entionisierung funktioniert nicht nur, um unerwünschte Ionen aus dem Wasser zu entfernen. „Die Stromerzeugung kann auch der gewünschte Haupteffekt sein, um zum Beispiel anfallende Abgase aus Kraftwerken für die Energiegewinnung zu nutzen“, erklärt Volker Presser, Gruppenleiter für Energie-Materialien am INM.

Dazu müssten lediglich die Abgase als Ionen im Wasser vorliegen. „Kohlendioxid eignet sich zum Beispiel sehr gut dafür“, meint der Materialforscher und ergänzt: „Besonders spannend ist für uns, dass wir dank Elektrosorption sogar Abwärme verstromen können“. Dies funktioniere, weil die Elektroden bei niedriger Temperatur geladen und bei höherer Temperatur entladen werden. Durch die Temperaturerhöhung steigt die elektrische Spannung, sodass beim Entladen direkt elektrische Energie gewonnen werden kann.

Das Grundprinzip dieser Methode funktioniert ohne chemische Reaktionen dank Ionen-Elektrosorption: Das zu reinigende Wasser fließt zwischen zwei Elektroden aus porösem Kohlenstoff, an die eine Spannung angelegt wird. Die positiv geladene Elektrode zieht dabei die negativ geladenen Ionen aus dem Wasser, die gegenüberliegende negativ geladene Elektrode zieht die positiv geladenen Teilchen aus dem Wasser. Die Ionen werden in den Nanoporen des Elektrodenmaterials gespeichert, am Ende fließt gereinigtes Wasser heraus.

„Für einen möglichst hohen Wirkungsgrad genügt es nicht, einfach nur poröse Aktivkohle als Elektrodenmaterial zu verwenden“, sagt der junge Saar-Forscher Presser. Ein Schwerpunkt seiner Arbeit und wichtiger Diskussionspunkt der Konferenz sind deshalb die Synthese und Charakterisierung von neuen Kohlenstoffnanomaterialien wie Graphen oder sogenannte Kohlenstoffnanozwiebeln.

Die CDI&E International Conference on Capacitive Deionization and Electrosorption findet vom 26. bis 28. Oktober in der Aula auf dem Campus der Universität des Saarlandes statt. Die wissenschaftliche Leitung hat das deutsch-israelische Team aus Professor Volker Presser und Professor Matthew Suss vom Technion – Israel Institute of Technology.

Viele Teilnehmer kommen aus dem asiatischen und arabischen Raum, denn Länder mit ausgeprägter Wasserknappheit forschen intensiv an der Technologie. Auch für die Aufbereitung von Grubenwasser aus dem Bergbau ist CDI attraktiv: man erhält nicht nur sauberes Abwasser; die zurückgehaltenen Ionen oder Edelmetalle können als hochangereicherte Flüssigkeit als wertvoller Rohstoff der Industrie dienen.

In zehn Programmeinheiten und an ergänzenden Postern diskutieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre Ergebnisse und Erkenntnisse zu möglichen Materialien und Mechanismen der Elektroden in CDI, zur Energieerzeugung, Ionenentfernung und zu ionischen Prozessen. Als Ehrengast ist Professor emeritus Bertel Kastening geladen, ein bekannter Pionier der Elektrochemie.

Die Tagungssprache ist Englisch.

Als Vertreter der Presse sind Sie herzlich eingeladen.

Ihr Experte und inhaltlich Verantwortlicher:
Prof. Volker Presser
INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien
Leiter Energie-Materialien
Tel: 0681-9300-177
volker.presser(at)leibniz-inm.de

Organisation vor Ort:
Christine Hartmann
INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien
Veranstaltungsorganisation
Tel: 0681-9300-244
christine.hartmann(at)leibniz-inm.de
cdi@inm-gmbh.de

Das INM erforscht und entwickelt Materialien – für heute, morgen und übermorgen. Chemiker, Physiker, Biologen, Material- und Ingenieurwissenschaftler prägen die Arbeit am INM. Vom Molekül bis zur Pilotfertigung richten die Forscher ihren Blick auf drei wesentliche Fragen: Welche Materialeigenschaften sind neu, wie untersucht man sie und wie kann man sie zukünftig für industrielle und lebensnahe Anwendungen nutzen? Dabei bestimmen vier Leitthemen die aktuellen Entwicklungen am INM: Neue Materialien für Energieanwendungen, Neue Konzepte für medizinische Oberflächen, Neue Oberflächenmaterialien für tribologische Systeme sowie Nano-Sicherheit und Nano-Bio. Die Forschung am INM gliedert sich in die drei Felder Nanokomposit-Technologie, Grenzflächenmaterialien und Biogrenzflächen.

Das INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien mit Sitz in Saarbrücken ist ein internationales Zentrum für Materialforschung. Es kooperiert wissenschaftlich mit nationalen und internationalen Instituten und entwickelt für Unternehmen in aller Welt. Das INM ist ein Institut der Leibniz-Gemeinschaft und beschäftigt rund 210 Mitarbeiter.

Weitere Informationen:

http://www.leibniz-inm.de
http://cdi2015.inm-gmbh.de/

Dr. Carola Jung | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Veranstaltungsnachrichten:

nachricht Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“
15.12.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor
15.12.2017 | inter 3 Institut für Ressourcenmanagement

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Veranstaltungsnachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik