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pte20210803020 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Graphenoxid-Membran spart viel Energie ein

Neue Lösung von Start-up Via Separations für die Trennung von Flüssigkeiten und Feststoffen


Grossmann (links), Dave (Mitte) und Keller (Foto: Shun Liang/viaseparations.com)
Grossmann (links), Dave (Mitte) und Keller (Foto: Shun Liang/viaseparations.com)

Watertown/Cambridge (pte020/03.08.2021/11:30) - Energie-Einsparung verspricht ein neues Filterverfahren des US-Start-ups Via Separations http://viaseparations.com . Shreya Dave, Jeffrey Grossman und Brent Keller setzen auf Graphenoxid, dem sie Poren verpasst haben, die nur jene Partikel zurückhalten, die aus der jeweiligen Flüssigkeit entfernt werden sollen. Es ist, anders als Membranen aus Kunststoff, unempfindlich gegen hohe Temperaturen, Säuren und Basen, die beide aggressiv sind.

90 Prozent weniger Energie

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.

"Unsere Membran kann die Menge an Energie, die in industriellen Trennungen verbraucht wird, um 90 Prozent reduzieren", so Dave. Das ist ein gewaltiger Fortschritt, denn laut Schätzungen des Oak Ridge National Laboratory http://ornl.gov macht der Energieverbrauch für derartige Trennprozesse allein in den USA 22 Prozent des Gesamtverbrauchs aus. "Bis 2050 wollen wir die CO2-Emissionen um jährlich 500.000 Tonnen senken", unterstreicht Dave.

Durchbruch mit Graphenoxid

Grossman hat ursprünglich nanoporöse Membranen zur Wasserentsalzung entwickelt. "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 gearbeitet hat. Als das Team, zu dem sich noch Keller gesellte, bei Graphenoxid ankam, kam der 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, darunter bei Zellstoffherstellern, in der Lebensmittelindustrie, bei Getränkeherstellern, Pharmaunternehmen, Ölraffinerien und Halbleiterproduzenten.



(Ende)
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