Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Wasser ist eine kritische und wegen des Bevölkerungswachstums immer knapper werdende Ressource. Wasseraufbereitung ist eine essenzielle Lösung, um die Knappheit von sauberem und sicherem Wasser zu bekämpfen. Aktuelle Wasseraufbereitungsmethoden sind energieintensiv und belasten die Umwelt daher mit erhöhtem äquivalenten CO2. Im Rahmen des geplanten Projekts wird ein Ansatz verfolgt, der die gezielte und energiearme Beseitigung solcher, mit Medikamentenrückständen belasteten, Abwässer verfolgt. Der beabsichtigte Ansatz basiert auf der Photokatalyse und eignet sich hervorragend, um organische Verbindungen, z. B. verstoffwechselte Antibiotika, in ungefährliche kurzkettige Moleküle unter UV-Lichteinstrahlung zu spalten. Der Vorteil liegt darin, dass die Photokatalyse unter normaler Tageslichteinstrahlung erfolgt und daher keine weitere Energiequelle notwendig ist. In dem neuen Ansatz wird mit Hilfe von „Upconversion“-Nanopartikeln eine optische Frequenzkonversion von NIR-Licht in UV/VIS-Licht (300-450 nm) erzielt. Im Rahmen des angestrebten Projekts sollen neuartige Werkstoffkombinationen aus hochporösem und vor allem transluzenten Schaumträgermaterial auf Basis UV-beständiger, metallischer Werkstoffe und Oberflächenbeschichtungen dieser speziellen Nanopartikel entwickelt werden, die durch „Upconversion“ das gesamte Spektrum der Sonnenstrahlung nutzen können. Dadurch wird eine deutliche Steigerung der Effizienz bei der Wasserreinigung erreicht.
