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27.10.2020

Industrieabwasser: elektrochemische Reinigung erzeugt auch Wasserstoff

Ein neuartiges elektrochemisches Reinigungsverfahren für stark kontaminierte Prozessabwässer soll auch Wasserstoff erzeugen. Im Projekt AECO H2+ wird dafür ein Teststand mit Elektrolysezelle aufgebaut, der den industriellen Einsatz der Technologie vorbereiten soll. Das Projekt wird von Fraunhofer UMSICHT am Standort Sulzbach-Rosenberg mit den Industriepartnern DiaCCon GmbH (Fürth) und Blue Eden CleanTech Inc. (Calgary, Kanada) durchgeführt und im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert. Für die Reinigung industrieller Prozessabwässer mit einer hohen Konzentration an Verunreinigungen ist die biologische Abwasseraufbereitung in der Regel nicht ausreichend. Eine Alternative für diese Anwendungsfälle könnte ein elektrochemisches Reinigungsverfahren unter der Verwendung von Diamantelektroden sein. In der Laboranlage von Fraunhofer UMSICHT wurden zunächst Versuche mit verschiedenen Modellsubstanzen, dann mit realen Prozessabwässern aus der Biokraftstoffproduktion durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass die organische Belastung (gemessen am CSB-Wert) durch die elektrochemische Behandlung um bis zu 99 Prozent reduziert werden kann. Die Ursache für den deutlichen Effekt sehen die Forscher darin, dass die verwendeten Diamantelektroden Radikale (chemische Verbindungen mit einzelnen, ungepaarte Elektronen) mit einem sehr hohen Oxidationspotenzial erzeugen. Nach derzeitigem Entwicklungsstand ist der Energieeinsatz des Verfahrens hoch (allerdings werden außer Strom keine weiteren Hilfsstoffe benötigt), sodass es sich vor allem für Industrien anbietet, die selbst Elektrizität erzeugen und den Überschussstrom nutzen wollen. Im Reinigungsprozess entsteht ein Elektrolysegas mit einem Wasserstoffanteil von bis zu 60 Prozent, das im Projekt gezielt gewonnen werden soll. Dies könnte die Wirtschaftlichkeit weiter verbessern.

Deutliche Verminderung der Trübung von Prozessabwässern durch Elektrooxidation (rechts: Rohprobe) (Foto: Fraunhofer UMSICHT)

Webcode: 20201027_001