Verbundprojekt NFCDI: Carbon Nanomembranen (CNM) zur kosteneffizienten Hybridaufbereitung von Abwasser mittels kombinierter Entsalzung und Filtration, Teilprojekt 1 (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Ziel dieses Projekts ist es eine energieeffiziente Aufreinigung von Brackwasser und Abwasser unter Verwendung von Carbon-Nanomembran-Multischicht-Elektroden zu entwickeln, um die zunehmenden Vorschriften über den zulässigen Höchstgehalt an vollständig gelöstem (Filtrattrockenrückstand, TDS) und suspendiertem Feststoff im Trinkwasser zu erfüllen. Hierfür wird ein Verfahren zur Aufreinigung von Brackwasser und Abwasser mittels ultradünner (0,5 -3 nm), mechanisch stabiler, großflächiger Carbon-Nanomembranen (CNMs) mit kontrollierter Porengröße und Oberflächenladung entwickelt, um vollständig gelösten und suspendierten Feststoff zu entfernen. In diesem Projekt werden Multischichten aus CNMs mit und ohne Oberflächenfunktionalisierung als Elektroden maßgeschneidert, die die deutschen Partner (MPI Mainz; Universität Bielefeld, CNM Technologies GmbH) zur Verfügung stellen werden. Diese CNMs werden dann vom israelischen Partner (Bar-Ilan University, Ramat-Gan) für die kapazitive Deionisierung (CDI) verwendet, um die Effizienz der Wasseraufreinigungtechnologie zu maximieren. Zusätzlich wird ein einstufiges Niederenergie-Hybrid-Verfahren entwickelt, in dem CDI und Filtration gleichzeitig verwendet werden. Mit diesem Verfahren erwarten wir, dass wir eine energieeffiziente Wasseraufreinigungstechnologie entwickeln, die die Wasserversorgung in Israel in Zukunft gewährleisten wird. Am MPI werden geeignete stickstoffhaltige oder positiv/negativ geladene aromatische Kohlenwasserstoffe synthetisiert, die an der Universität Bielefeld und bei CNM Technologies als Vorläufermoleküle zur Herstellung der CNMs verwendet werden. Außerdem sollen ein neues Verfahren zur Erzeugung von CNMs unter Verwendung von unterschiedlichen anorganischen Templaten entwickelt werden. Die so hergestellten CNMs werden dann nach Israel geschickt, um diese für CDI und Filtration zu verwenden.