9 / 52
Technische Keramik
9
Foto: Piotr Banczerowski/Fraunhofer
Fraunhofer IKTS haben das Unmögliche
geschafft. »Mit unseren keramischen
Membranen erreichen wir erstmals eine
molekulare Trenngrenze von 200 Dal-
ton–und erzielen damit eine ganz neue
Qualität«, freut sich Voigt, stellvertre-
tender Institutsleiter des IKTS und
Standortleiter in Hermsdorf.
Doch wie ist den Forschern das gelun-
gen? Auf dem Weg, das Unmögliche
möglich zu machen, galt es zunächst
verschiedene Hindernisse zu überwin-
den. Das erste lag in der Herstellung der
Membran selbst: Möchte man so kleine
Moleküle zuverlässig abtrennen, benö-
tigt man eine Membran mit Poren, die
kleiner sind als die Moleküle, die man
abtrennen möchte. Außerdem müssen
alle Poren möglichst gleich groß sein,
da eine einzelne größere Öffnung aus-
reicht, um Moleküle hindurchrutschen
zu lassen. Die Herausforderung lag also
darin, möglichst kleine Poren zu erzeu-
gen, die alle mehr oder weniger gleich
groß sind. »Über eine Weiterentwick-
lung der Sol-Gel-Technik ist uns dies ge-
lungen«, sagt Richter, Abteilungsleiter
am IKTS. Die zweite Hürde lag darin,
solche Membranschichten defektfrei
über größere Flächen herzustellen.
Auch dies ist den Fraunhofer-Forschern
geglückt. »Während üblicherweise nur
wenige Quadratzentimeter große Flä-
chen beschichtet werden, haben wir ei-
ne Pilotanlage mit einer Membranflä-
che von 234 Quadratmetern ausge-
rüstet – unsere Membran ist also meh-
rere Größenordnungen größer«, ver-
deutlicht Puhlfürß.
Transfer vom Labor in die Praxis
Die besagte Pilotanlage wurde im Auf-
trag von Shell von der Firma Andreas
Junghans – Anlagenbau und Edelstahl-
bearbeitung GmbH & Co. KG in Fran-
kenberg gebaut und steht im kanadi-
schen Alberta. Hier reinigt sie seit 2016
erfolgreich Abwasser, das bei der För-
derung von Öl aus Ölsand entsteht. Der-
zeit planen die Forscher eine erste
Produktionsanlage mit einer Membran-
fläche von mehr als 5000 Quadrat-
metern.
Auch in industriellen Produktionspro-
zessen bringen die neuartigen kerami-
schen Membranen Vorteile: Mit ihnen
lassen sich Teilströme direkt im Prozess
reinigen und das gereinigte Wasser im
Kreislauf führen – das spart Wasser und
Energie.
Für die Entwicklung der keramischen
Nanofiltrationsmembran erhalten Dr.
Ingolf Voigt, Dr.-Ing. Hannes Richter und
Dipl.-Chem. Petra Puhlfürß den diesjäh-
rigen Joseph-von-Fraunhofer-Preis. Die
Jury begründet dies unter anderem mit
»der erstmaligen Umsetzung für Filtra-
tionsanwendungen im Rahmen dieser
Materialklasse«. (em/tl)
.
Die von Hannes Richter, Petra Puhlfürß und Ingolf Voigt (v.l.n.r.)
.
.
entwickelten keramischen Membranen erreichen erstmals eine
.
.
molekulare Trenngrenze von 200 Dalton. Dadurch lassen sich
.
.
Abwässer noch effizienter reinigen.
.