Verbundprojekt NFCDI: Carbon Nanomembranen (CNM) zur kosteneffizienten Hybridaufbereitung von Abwasser mittels kombinierter Entsalzung und Filtration, Teilprojekt 3 (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 Wasseraufreinigungstechnologie zu maximieren. Zusätzlich wird ein einstufiges Niederenergie-Hybrid-Verfahren entwickelt, in dem CDI und Filtration gleichzeitig verwendet werden. In dem beantragten Projekt ist CNM Technologies verantwortlich für die Entwicklung einer vorindustriellen Fertigung von Multilagen-CNMs für die kapazitive Deionisierung und die Hybrid-CDI-Filtration. Dabei sollen die Fertigung der an der Universität Bielefeld entwickelten CNM, die in den praktischen Tests an der Bar-Ilan Universität als geeignet angesehen werden, von für die Grundlagenforschung geeigneten Substraten wie Gold auf Glimmer auf preiswerte metallisierte Polymerfolien angepaßt werden. Zudem arbeitet die CNM Technologies an der Verbesserung von Produktionsschritten wie die Quervernetzung und den Transfer von Multilagen-CNMs.