Neue Membrantechnologie verbessert Salzrückhaltung bei der Wasseraufbereitung

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP haben gemeinsam mit dem Unternehmen CNM Technologies GmbH eine neuartige Filtermembran entwickelt, die neue Möglichkeiten für die Wasseraufbereitung eröffnet. Im Labormaßstab erreichte die Technologie eine mindestens fünffach höhere Rückhaltung von Kochsalz als konventionelle Osmosemembranen bei gleichem Wasserfluss. Die Entwicklung entstand im europäischen Forschungsprojekt Convert2Green, das im Frühjahr 2026 abgeschlossen wurde.

Kern der Technologie ist eine wenige Nanometer dünne, stark vernetzte Polymerschicht auf Basis von Carbon Nanomembranen (CNM). Ihre Struktur ermöglicht einen vergleichsweise leichten Durchgang von Wassermolekülen, während gelöste Ionen, organische Stoffe und andere Moleküle weitgehend zurückgehalten werden. Die neuartigen Verbundmembranen könnten künftig für unterschiedliche Verfahren der Wasseraufbereitung eingesetzt werden. Unter anderem in der Lebensmittelindustrie, etwa bei der schonenden Konzentration wässriger Lösungen. Dies kann dazu beitragen, Lager- und Transportkosten für Getränke zu reduzieren sowie wertvolle Inhaltsstoffe wie Aromen oder Proteine für die Lebensmittelproduktion zu gewinnen.

Fortschritte bei der industriellen Herstellung

Ein weiterer Schwerpunkt der Forschungsarbeiten lag auf der Skalierung des Herstellungsverfahrens. Erstmals gelang es dem Fraunhofer FEP, sämtliche Herstellungsschritte – von der Abscheidung der molekular dünnen Schicht bis zu ihrer Vernetzung mittels Elektronenstrahl – in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Verfahren umzusetzen.

Damit wurde ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer industriellen Fertigung der Membranen erreicht. Die technische und wirtschaftliche Eignung für den großtechnischen Einsatz muss jedoch noch weiter untersucht werden.

Das im Rahmen von Horizont Europa geförderte Projekt "Convert2Green" vereinte 18 Partner aus Wissenschaft und Industrie aus neun Ländern. Ziel war es, die Entwicklung klimaneutraler und kreislauffähiger Materialien zu unterstützen und deren Überführung in industrielle Anwendungen zu erleichtern.