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Stabile und leistungsfähige diamantbeschichtete Elektroden werden selbst mit hartnäckigem Schmutz und Keimen fertig: Bei der elektrochemischen Behandlung von Trinkwasser und Abwässern können sie organische Verbindungen abbauen - übrig bleibt reines Wasser.
Bei einem Besuch im Labor des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST müßten Alchimisten vor Neid erblassen: In der Chemical-Vapour-Deposition-Anlage verwandelt sich Methangas in Diamant. Die Apparatur beschichtet Trägermaterialien aus Graphit, Metall oder Keramik mit einer feinen, aber extrem stabilen Diamantschicht, die durch Zugabe von Bor dotiert und damit elektrisch leitfähig wird. Die bis zu 50 mal 60 Zentimeter großen beschichteten Teile sind ein hervorragendes Elektroden-Material: Sie sind korrosionsbeständiger und verschleißfester als herkömmliche Elektroden und können erheblich höheren Stromdichten standhalten.
»All diese Eigenschaften sind wichtig, wenn man - wie in der Elektrochemie üblich - bei hohen Leistungen und unter aggressiven Bedingungen arbeitet«, erklärt Dr. Matthias Fryda. »Diamant-Elektroden eignen sich wegen ihrer extremen Stabilität und der Eigenschaft, Wasser nur schwer zu zersetzen, besonders gut für die Umwandlung organischer Moleküle.« Der Abbau organischer Giftstoffe und die Entkeimung sind die Dreh- und Angelpunkte bei der Aufbereitung von Trink- und Abwässern. Polychlorierte Kohlenwasserstoffe beispielsweise sind sehr stabil und häufig resistent gegen mikrobiologischen Abbau. Mit diamantbeschichteten Elektroden lassen sich solche Verbindungen umweltgerecht in elektrochemischen Prozessen zerstören. Auch Keime werden durch die Elektrolyse beseitigt: Bei entsprechend hohen Spannungen brechen die Wassermoleküle auf, und es bilden sich Sauerstoffradikale. Diese wiederum verbinden sich zu Ozon, das dann Mikroorganismen abtötet. Fryda: »Auf diese Weise läßt sich problemlos keimfreies Trinkwasser erzeugen.« Diamantbeschichtete Elektroden sind Voraussetzung für eine elektrochemische Wasseraufbereitung im großen Maßstab. Um die neue Technologie in die Praxis umzusetzen, haben sich die Braunschweiger Fraunhofer-Forscher jetzt mit den Spezialisten für Mikrosystemtechnologie am Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique, kurz CSEM, zusammengetan. Am 27. April 1999 wurde der Kooperationsvertrag zwischen dem Schweizer CSEM und dem Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik unterzeichnet. Die Forscher wollen ihr gemeinsames Know-how zunächst nutzen, um die Wasseraufbereitung voranzutreiben. Langfristig soll aber auch die elektrochemische Synthese von Stoffen in Wasser weiterentwickelt werden. »Das Ziel der Partnerschaft ist es, durch Bündelung der Kompetenzen neue Märkte in Europa und auch weltweit zu erschließen«, sagt Fryda.
Ansprechpartner:
Dr. Matthias Fryda
Telefon 05 31/21 55-6 20
Telefax 05 31/21 55-9 04
email: fryda@ist.fhg.de
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Bienroder Weg 54
D-38108 Braunschweig
Pressekontakt:
Dr. Lothar Schäfer
Telefon 05 31/21 55-5 20
Telefax 05 31/21 55-9 00
email: schaefer@ist.fhg.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Biologie, Chemie, Informationstechnik
überregional
Forschungsprojekte
Deutsch
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