Eine Forschergruppe der Universität Bath hat eine innovative Methode zur Reinigung von Abwasser von schädlichen „Ewigkeitschemikalien“, bekannt als Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS), entwickelt. Diese Chemikalien sind seit Jahrzehnten weit verbreitet und bauen sich nicht ab, was zu ihrer Ansammlung in der Umwelt und im menschlichen Körper führt. Die neuen 3D-gedruckten Keramikgitter der Universität Bath bieten eine vielversprechende Lösung.
Veröffentlicht wurden die wissenschaftlichen Ergebnisse in „ScienceDirect“ unter dem Titel „3D-printed indium oxide monoliths for PFAS removal„.
Neue Technologie gegen PFAS
Die Forscher verwenden 3D-gedruckte „Monolithen“ aus keramischen Materialien, die mit Indiumoxid angereichert sind. Diese Substanz verbindet sich mit PFAS-Molekülen, wodurch die Chemikalien effektiv aus dem Wasser entfernt werden können. Die Monolithen, die in ihrer Struktur an gestapelte Waffeln erinnern, maximieren durch ihre Form die Oberfläche, um so viele PFAS wie möglich aufzunehmen.
Wiederverwendbare und effektive Lösung
In Tests zeigte sich, dass die Keramikgitter innerhalb von drei Stunden 53 % der perfluorierten Octansäure (PFOA), einer häufigen PFAS, aus dem Wasser entfernen konnten. Eine Pyrolysebehandlung bei 500 °C regenerierte die Monolithen, sodass sie wiederverwendet werden konnten. Interessanterweise erhöhte sich die Reinigungsleistung nach mehrmaligem Einsatz. Nach dem dritten Zyklus konnten 75 % der PFOA in derselben Zeitspanne entfernt werden.
Dr. Liana Zoumpouli, eine der Studienautorinnen, erklärt:
„Die Verwendung des 3D-Drucks zur Herstellung der Monolithen ist relativ einfach, was das Verfahren skalierbar macht. 3D-Druck ermöglicht uns die Erstellung von Objekten mit einer hohen Oberfläche, die für den Prozess entscheidend ist. Sobald die Monolithen fertig sind, werden sie einfach ins Wasser gegeben, um ihre Arbeit zu verrichten. Es ist sehr spannend und wir freuen uns darauf, diese Technologie weiterzuentwickeln und in der Praxis zu sehen.“
Anwendung in Kläranlagen
Obwohl noch weitere Untersuchungen erforderlich sind, glaubt das Team, dass diese wiederverwendbaren Keramikgitter eine wertvolle Ergänzung zu bestehenden Abwasserbehandlungsanlagen darstellen könnten. Im Gegensatz zu anderen Methoden, die Katalyse erfordern, benötigt dieser Prozess keine Energie. Allerdings könnte die notwendige Pyrolysebehandlung zur Regeneration der Monolithen eine Herausforderung darstellen.
Die Forscher sind optimistisch, dass diese Technologie die Effizienz von Kläranlagen verbessern und einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz leisten könnte. Mit der Weiterentwicklung und Anwendung dieser 3D-Drucktechnik könnten die schädlichen Auswirkungen von PFAS in unseren Gewässern und letztlich in unserem Körper reduziert werden.
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