Graphenoxid-Membran spart viel Energie ein
Neue Lösung von Start-up Via Separations für die Trennung von Flüssigkeiten und Feststoffen
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Grossmann (links), Dave (Mitte) und Keller (Foto: Shun Liang/viaseparations.com) |
Watertown/Cambridge (pte020/03.08.2021/11:30)
Gigantische Einsparungen an Energie verspricht ein neues Filterverfahren, das Via Separations https://viaseparations.com/ in Watertown im US-Bundesstaat Massachusetts entwickelt hat. Das Startup ging 2017 aus dem Massachusetts Institute of Technology https://www.mit.edu/ (MIT) in Cambridge hervor. Shreya Dave, Jeffrey Grossman, Professor für Materialwissenschaften am MIT, und Brent Keller setzen auf Graphenoxid, ein äußerst robustes Material, dem sie Poren verpassen, die so groß sind, dass genau die Partikel zurückgehalten werden, die aus der jeweiligen Flüssigkeit entfernt werden sollen. Es ist, anders als etwa Membranen aus Kunststoff, unempfindlich gegen hohe Temperaturen, Säuren und Basen, die beide sehr aggressiv sind.
[b]Hoher Energieverbrauch beim Verdampfen[/b]
Mit den Graphenoxid-Membranen entschärfen die Entwickler unter anderem ein Problem der Zellstoffhersteller. Bei deren Prozess bleibt Schwarzlauge als Abfall übrig. Das ist ein Gemisch aus Wasser, Chemikalien und Lignin, dem Bindemittel, das die Holzfasern zusammenhält. Die Trockenmasse liegt bei 15 Prozent der Gesamtmasse. Die Feststoffe müssen, um umweltverträglich verbrannt oder stofflich genutzt werden zu können, durch Verdampfen abgetrennt werden. Dazu sind große Mengen an Energie nötig.
[b]Einsparung von 90 Prozent[/b]
„Unsere Membran kann die Menge an Energie, die in industriellen Trennungen verbraucht wird, um 90 Prozent reduzieren", so Shreya Dave. Das ist ein gewaltiger Fortschritt, denn laut Schätzungen des Oak Ridge National Laboratory https://www.ornl.gov/ im US-Bundesstaat Tennessee macht der Energieverbrauch für derartige Trennprozesse in den USA 22 Prozent des Gesamtverbrauchs aus. „Bis 2050 wollen wir die Kohlenstoffdioxid-Emissionen um jährlich 500.000 Tonnen senken", so Dave.
[b]Durchbruch mit Graphenoxid[/b]
Grossman entwickelte ursprünglich nanoporöse Membranen zur Wasserentsalzung. „Wir dachten, wir könnten die Kosten für die Entsalzung senken und den Zugang zu sauberem Wasser verbessern", sagt Dave, die als Doktorandin in Grossmans Labor an dem Projekt arbeitete. Als das Team, zu dem sich noch Keller gesellte, beim Graphenoxid ankamen erzielten sie den Durchbruch, wenn auch nicht bei der Entsalzung von Wasser, sondern bei der Trennung von Feststoffen im Allgemeinen und Flüssigkeiten.
Via Separations will seine Membranen in vielen Branchen einsetzen, außer bei Zellstoffherstellern in der Lebensmittelindustrie, Getränkeherstellern, Pharmaunternehmen, Ölraffinerien und Halbleiterherstellern.
(Ende)
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