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18.05.2018

Abwasser ohne Medikamentenrückstände

Mit Hilfe elektrochemischer Verfahren könnten Medikamentenrückstände in Kläranlagen vollständig abgebaut werden. Die Medikamentenrückstände werden dafür an der Anode einer Elektrolysezelle elektrochemisch umgesetzt, so dass am Ende nur noch Kohlendioxid übrig bleibt. Problem: Die bisher verwendeten Anoden aus bordotiertem Diamant sind mit einem Quadratmeterpreis von derzeit ca. 16 000 Euro dafür sehr teuer zu teuer. Das Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) verfolgt daher jetzt zwei Ansätze, um die Elektroden deutlich preiswerter zu fertigen und die Abbauraten zu steigern. Zum einen wurden edelmetallfreie halbleitende Mischoxidphasen als alternatives Anodenmaterial entwickelt. Als besonders effektiv haben sich dabei Zinn-Antimonoxid-basierte Systeme erwiesen. Bei gleicher Funktionsweise und Lebensdauer kosten sie nur ein Zehntel im Vergleich zu bordotiertem Diamant. Zum anderen bringen die Wissenschaftler des Fraunhofer IKTS das Abwasser mittels Ultraschall zum Schwingen, um den Stofftransport an der Elektrode zu intensivieren und somit noch größere Abbauraten zu realisieren. Das wird erreicht, indem durch den Ultraschall die Dicke der sogenannten Diffusionsschicht auf der Anode minimiert wird. Die Schicht wirkt als eine Art Reaktionsbarriere und verlangsamt somit deren Zerstörung. Dazu kommt ein innovativer Aufbau des entsprechenden Elektroden-Sonotroden-Moduls. Der innovative Ansatz besteht darin, die Ultraschallsensoren direkt auf die keramische Elektrode zu drucken, so dass diese selbst wie eine Feder in Schwingung versetzt wird. Damit verbessert sich der Stofftransport zur Elektrode enorm. Möglich wird dies durch keramische Materialien und Technologien. Im Labormaßstab hat das IKTS nach eigenen Angaben vor kurzem einen überzeugenden Funktionsnachweis des neuen Elektroden-Sonotroden-Moduls erbracht und daraufhin ein Patent angemeldet. Nun ist ein Upscaling vorgesehen. Dafür wird ein elektrochemischer Reaktor entwickelt und im technischen Maßstab erprobt.

Webcode: 20180518_001