Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines photoelektrochemischen Verfahrens zur Spurenstoffeliminierung in der Abwasserreinigung mit einer integrierten 200%-Elektrolysezelle

In den Reinigungsstufen von Kläranlagen oder Prozesswassern können zahlreiche anthropogen verursachte organische Spurenstoffe im Regelfall nur unvollständig abgebaut werden. Zu diesen schwer abbaubaren Verbindungen, deren Konzentrationen üblicherweise knapp an der Nachweisgrenze liegen, zählen unter anderem Arzneistoffe und Kontrastmittel. Durch die Einleitung solch belasteter Abwässer in den Wasserkreislauf können diese Chemikalien in unser Trinkwasser gelangen. Zum vollständigen Abbau dieser persistenten Stoffe eignen sich neben Wasserstoffperoxid vor allem Hydroxylradikale, die aufgrund ihres hohen Oxidationspotentials in der Lage sind, auch schwer abbaubare organische Spurenstoffe in Abwässern abzubauen.

Dieses Projekt zielt darauf ab eine Elektrolysezelle im Maßstab für kleine und mittelständische Unternehmen zu entwickeln und zu testen. In dieser Elektrolysezelle sollen im Betrieb anfallende Abwässer elektrochemisch, unterstützt durch Sonnenenergie aufgereinigt werden. Die Nutzung der Sonnenstrahlung durch die Photoelektrode bedeutet eine Energieersparnis, welche die Kosten der Abwasserreinigung senken und die CO2-Emission reduzieren soll. Im Gegensatz zu einem kombinierten System aus Photovoltaik-Zelle und Elektrolysezelle können mit der integrierten photoelektrochemischen Zelle Systemkosten gespart werden.

In dem Projekt werden verschiedene Fragestellungen und Anforderungen in den Themengebieten Reaktordesign, Elektrodenentwicklung, Abwasserbehandlung, Abwasseranalytik, elektrochemische Reaktionsführung, sowie Nutzung von Solarenergie adressiert. Dabei kann das DECHEMA-Forschungsinstitut auf das entsprechende Know-how aus vergangenen Projekten zur elektrochemischen Abwasserbehandlung und zur photoelektrochemischen Solarenergieumwandlung zurückgreifen.