Diamantelektroden für Desinfektion, Antifouling, Schadstoffabbau und Schädlingsbekämpfung

Wasserreinigung mit Hilfe von Diamantelektroden.
© Fraunhofer IST
Wasserreinigung mit Hilfe von Diamantelektroden.

Schadstoffbekämpfung ohne Zugabe von Chemikalien

In vielen Anwendungen müssen Schadstoffe effizient und möglichst ohne Zugabe von Chemikalien reduziert oder entfernt werden: Zum Beispiel bei der Reduzierung von Keimen in Trinkwasser oder auf Oberflächen, zur Verminderung von Mikroschadstoffen in Abwasser, Verhinderung von Biofilmen in Reinstwassersystemen, Kühlanlagen, oder Anlagen der Getränke oder Nahrungsmittelverarbeitung oder zur Verminderung von Bodenschädlingen wie Nematoden. Alle diese Anwendungen benötigen starke Oxidantien wie Ozon, Wasserstoffperoxid oder Hydroxylradikalen, mit denen die Schadstoffe zerstört werden können.

Hocheffiziente Zellen zur elektrochemischen Oxidation mit optimal ausgelegten Diamantelektroden

Für einen wirtschaftlichen Einsatz der elektrochemischen Oxidation mit Diamantelektroden müssen die Zellen optimal an die individuellen Bedingungen des Kunden angepasst werden. Das Fraunhofer IST ist in der Lage, spezifische Elektrodengeometrien zu entwickeln und sie mit hochproduktiver Beschichtungstechnik mit verschiedenen Diamantmodifikationen zu beschichten. Außerdem finden Kundinnen und Kunden bei uns die Kompetenz, durch Simulation und Modellierung die Strömungsverhältnisse sowie die Reaktionskinetik der elektrochemischen Zellen für ihre jeweilige Anwendung auszulegen und zu optimieren. 

Auslegung von elektrochemischen Diamantelektrodenzellen

Nutzen Sie unsere langjährige Erfahrung als einer der Pioniere der diamantbeschichteten Elektroden sowie unser umfangreiches Know-how in der Multiskalensimulation und profitieren Sie von unseren Kontakten zu Zellenherstellern. 

Demonstratorsysteme

Unter den gängigen Desinfektionsmitteln ermöglicht Ozon in gelöster Form in Wasser eine sichere und effiziente Anwendung insbesondere auch für Innenräume. In Wasser gelöstes Ozon zerfällt jedoch rasch wieder und bedarf der unmittelbaren Herstellung vor Ort. Das Fraunhofer IST hat zwei Demonstratorsysteme entwickelt, mit denen die Leistungsfähigkeit des ozonierten Wasser an realen Anwendungsfällen erprobt werden kann. Sie sind mobil und werden an den jeweiligen Einsatzort, zum Beispiel zum Kunden, gebracht.

Mobile DiaDis-Anlage zur Erzeugung von ozonisiertem Wasser

In einem elektrochemischen Prozess wird ozonisiertes Wasser erzeugt und für unterschiedliche Anwendungen bereitstellt. Hierbei wird Ozon, ein starkes Oxidationsmittel, äußerst energieeffizient mit Diamantelektroden direkt im Wasser aus den Wassermolekülen erzeugt. Es kann zur Reduzierung des Foulings auf RO-Membranen sowie zur Vermeidung von Biofilmen in Reinstwasser- oder in Kühlanlagen eingesetzt werden. Alternativ lässt sich die Anlage zur Abtötung Viren, Keimen und Schädlingen einsetzen, um beispielsweise Oberflächen zu desinfizieren oder das Pflanzenwachstum zu verbessern.

Mobiler Ozongenerator auf Basis von Diamantelektroden.
© Fraunhofer IST
Mobiler Ozongenerator auf Basis von Diamantelektroden.

Spezifikationen / technische Daten

  • Medium: VE-Wasser mit einem Leitwert < 1µS/cm
  • Nutzvolumen: 10 – 100 Liter (variabel)
  • Wirkstoff: Ozon (O3) in VE-Wasser gelöst
  • O3-Konzentration: bis zu 10 mg/l
  • Ozonleistung: 200-250 mg/h gelöstes O3 bei 20°C
  • Maße: 1500 x 750 x 1950 mm (B x T x H)
  • Gewicht: 280 kg (leer), 400 kg (Betrieb)

Tragbares Sprühsystem zur Desinfektion von Oberflächen

Unter den gängigen Desinfektionsmitteln ermöglicht Ozon in gelöster Form in Wasser eine sichere Anwendung insbesondere für Innenräume. In Wasser gelöstes Ozon zerfällt jedoch rasch wieder und bedarf der unmittelbaren Herstellung vor Ort. Als autarkes System ermöglicht die am IST entwickelte mobile Rückenspritze die Herstellung von Desinfektionsmittel ohne Einsatz zusätzlicher Chemie. Durch Integration von Diamantelektroden wird das Ozon schnell und effizient direkt im Wasser erzeugt und kann somit eine nachhaltige Desinfektion von Oberflächen sicherstellen.

Tragbare Sprüheinheit zur Erzeugung von ozoniertem Wasser zur Desinfektion von Flächen.
© Fraunhofer IST
Tragbare Sprüheinheit zur Erzeugung von ozoniertem Wasser zur Desinfektion von Flächen.

Spezifikationen / technische Daten

  • Backbone: REB 15 PC3, Birchmeier Sprühtechnik AG
  • Medium: Stadtwasser (über Ionentauscher); VE-Wasser mit einem Leitwert < 5 µS/cm
  • Nutzvolumen: bis 15 l; ca. 2 l/h
  • Wirkstoff: Ozon (O3) in VE-Wasser gelöst
  • O3-Konzentration: bis zu 1 mg/l gelöstes O3 bei 20°C
  • Gewicht: 5 kg (leer), 28 kg (Betrieb)

Ausgewählte Referenzprojekte

 

Referenzprojekt

Wasserreinigungstechnologie zur Nutzung von Abwasser für die Bewässerung

 

Referenzprojekt

Dezentrale medizinische Versorgung

 

Referenzprojekt

Trinkwasseraufbereitung mit Diamantelektroden

 

Referenzprojekt

Energieeffiziente und nachhaltige Wasserversorgungstechnologien für Afrika

Wir bieten Ihnen Lösungen für Ihre Anwendungen

 

Branchenlösungen

Umwelttechnik

 

Technologie

Photo- und elektrochemische Umwelttechnik