Forscher der Universität Bath haben eine neue Methode entwickelt, um gesundheitsschädliche „Forever Chemicals“ aus Wasser zu entfernen – und das mit Hilfe des 3D-Drucks. Dabei setzen die Wissenschaftler einer Mitteilung auf ihrer Website zu Folge auf keramisch infundierte Gitterstrukturen, sogenannte Monolithen, die eine Entfernung von mindestens 75 % der Perfluoroctansäure (PFOA) aus dem Wasser ermöglichen. PFOA gehört zu den Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS), die als besonders schwer abbaubar gelten und über lange Zeiträume in der Umwelt verbleiben können.
Einsatz von 3D-gedruckten Monolithen
Die 4 cm großen Monolithen werden mittels 3D-Drucktechnik aus einer mit dem keramischen Indiumoxid angereicherten Tinte hergestellt. Diese Gitterstrukturen binden die PFAS direkt an sich, sodass die Chemikalien innerhalb von drei Stunden aus dem Wasser entfernt werden können. Dieses Verfahren könnte sich in bestehende Wasseraufbereitungsanlagen in Großbritannien und anderen Ländern integrieren lassen, da es den Anforderungen an die Behandlungszeiten entspricht.
Dr. Liana Zoumpouli, Forschungsassistentin im Fachbereich Chemieingenieurwesen an der Universität Bath, erklärt:
„Die PFAS sind eine der größten Herausforderungen in der Wasseraufbereitung und im Bereich der öffentlichen Gesundheit. Mit unserer Methode können wir diese gefährlichen Chemikalien effizient aus dem Wasser entfernen, ohne dabei viel Energie zu verbrauchen.“
Zukünftige Anwendungsmöglichkeiten und gesetzliche Entwicklungen
Obwohl PFAS in vielen Ländern, insbesondere in den USA und der EU, bereits reguliert werden, wird eine Verschärfung der gesetzlichen Vorschriften erwartet. Besonders in Großbritannien gibt es bisher nur Richtlinien zur Zulässigkeit von PFAS in Trinkwasser. Die Forscher um Professor Davide Mattia rechnen daher mit baldigen politischen Anpassungen, die strengere Grenzwerte festlegen könnten.
Das Team an der Universität Bath plant, die Effizienz des Verfahrens weiter zu steigern. Erste Tests haben gezeigt, dass die Monolithen nach wiederholter Nutzung sogar eine bessere Leistung aufweisen. Sie durchlaufen nach jedem Einsatz einen thermischen Regenerationsprozess bei hohen Temperaturen, was ihre Effektivität erhöht. Dies ist ein Aspekt, den die Forscher in weiteren Experimenten genauer untersuchen möchten.
Die Forschungsergebnisse wurden im Chemical Engineering Journal unter dem Titel „3D-printed indium oxide monoliths for PFAS removal“ veröffentlicht. Das Projekt wurde vom Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) finanziell unterstützt.
