Seplon: Separation multivalenter und monovalenter Ionen und Implementierung in FCDI/RED (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Das deutsch-israelische Kooperationsprojekt SepIon hat die Entwicklung neuer, monovalent-selektiver Kompositmembranen und deren Implementierung in verschiedenen elektrochemischen Prozessen zum Ziel. In vielen industriellen Bereichen fallen Wasserströme an, deren Aufbereitung und Nutzung durch die Schwierigkeit der Trennung verschiedenartiger Ionen erschwert wird. Neue Membranen können signifikante Verbesserungen erreichen für Anwendungen wie (a) die Ru¨ckgewinnung von Phosphat und anderen ionischen Wertstoffen aus Abwa¨ssern zur Schließung von Stoffkreisla¨ufen, (b) Aufreinigung und Nutzung konzentrierter Salzlösungen, oder (c) der selektiven Entfernung von Nitraten aus Grundwasser. Der selektive Ru¨ckhalt von lebenswichtigen Spurenelementen (z.B. Mg+, Ca2+) oder die selektive Entfernung ionischer Schadstoffe ko¨nnte eine effizientere Wasser- und Trinkwasseraufbereitung ermo¨glichen. Zudem sollen die neuen Membranen die Effizienz von Prozessen zur Energiegewinnung aus der Mischung von Wasserstro¨men unterschiedlichen Salzgehalts verbessern. Eine Membran, welche die Trennung verschiedener Ionen effektiv bewältigt, kann die Anwendungsmöglichkeiten und die Effektivität von vielen elektrochemischen Prozessen deutlich verbessern. Ziel dieses Teilvorhabens ist die Entwicklung der neuen Ionentauscher-Komposit-Membranen am DWI in Deutschland. Dies geschieht durch Synthese einer dünnen Polymerschicht auf der Oberfläche von Ionentauschermembranen z.B. mit Hilfe von Grenzflächenpolymerisation. Diese dünne Schicht verbessert die Selektivität der Membranen bezüglich monovalenter Ionen. Zum Test der Leistungsfähigkeit und zur zielgerichteten Weiterentwicklung der neuen Membranen für verschiedene Anwendungen werden drei Teststände für elektrochemische Prozesse aufgebaut. In Israel soll sowohl ein Elektrodialyse als auch ein Flow-electrode Capacitive Deionization (FCDI) System aufgebaut werden. Beim deutschen Projektpartner wird ein Teststand für Reverse Elektrodialyse aufgebaut.