nanoEfficiency

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Rohstoffe zur Energie- und Materialgewinnung werden knapper. Öl- und Gaspreise steigen exponentiell an. Zwischen- und Endprodukte werden immer teurer und die Nachfrage der Konsumenten immer geringer. Wie lässt sich dieses Dilemma lösen? Die Produktion muss effizienter und die Produkte höherwertiger und langlebiger werden. Neue Produktionswege sind nur vereinzelt möglich, so dass zwangsläufig traditionelle Herstellprozesse intensiviert werden müssen. Außerdem ergeben sich Einsparmöglichkeiten durch die Prozess-, Abwasser- und Abfallminimierung. Die Schließung von Kreisläufen trägt erheblich zur Schonung von Ressourcen bei.

Membrantrennverfahren können durch die gezielte Trennung von Stoffströmen in wieder verwertbare Komponenten Wasserkreisläufe schließen, Abwasser reinigen und Wasser in Trinkwasserqualität überführen. Membrantrennverfahren sind wesentliche Prozessschritte in nahezu allen größeren Produktionsketten, bei denen flüssige Chemikalien oder Wasser in hohem Maß verwendet werden. Etabliert sind sie in der chemischen Industrie, Lebensmitteltechnik, Papierindustrie und (Ab)Wassertechnik.

Der Filtrationsprozess könnte erheblich effizienter werden, wenn die Partikel direkt und kontinuierlich chemisch an dem Filter zersetzt werden. Der Chemikalienverbrauch würde deutlich reduziert und Reinigungsintervalle würden entfallen, so dass die gesamte Energie für den Betrieb der Anlage zur Herstellung des Produkts genutzt werden kann.

Das Forschungsvorhaben bezieht sich auf die 25. Bekanntmachung "Ressourceneffizienz in der Produktion" im Rahmenkonzept "Forschung für die Produktion von morgen", Themenfeld "Herstellung lokal funktionaler Oberflächen für eine höhere Ressourceneffizienz".

Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines neuartigen Beschichtungsverfahrens, das nanoskalige Titandioxid-Partikel verwendet, um Schichten zu erzeugen, die

• Antifoulingwirkung besitzen,
• antikorrosiv sind,
• dauerhaft haften,
• nicht verbraucht werden und
• nicht dicker als ein Mikrometer sind.

Alle diese Kriterien erfüllen photokatalytische Schichten aus TiO₂.

Das Beschichtungsverfahren soll Ressourcen und Energie schonen, damit die angestrebte Effizienzsteigerung durch Antifoulingschichten nicht kompensiert wird.