Filtration von Mikroplastik: Erster lasergebohrter Filter

Entwicklung des Filter-Prototypen

Bislang sind Kläranlagen kaum in der Lage, die winzigen Mikroplastikteile im Abwasser ausreichend herauszufiltern. Im Projekt »SimConDrill« hat sich das Fraunhofer ILT mit Industriepartnern zusammengeschlossen, um erstmals einen Abwasserfilter für Mikroplastik zu bauen. Das ist gelungen. Im Rahmen des Projekts bohrten nach der Prozessentwicklung am Fraunhofer ILT die Expert:innen der LaserJob GmbH 59 Millionen Löcher mit zehn Mikrometern Durchmesser in ein Filterblech. Mittels Multistrahlverfahren schufen sie so einen Filter-Prototypen. Beim Multistrahlverfahren wird aus einem Laserstrahl über eine spezielle Optik eine Matrix von identischen Strahlen erzeugt. Durch den dabei angewandten Ultrakurzpulslaser ist es möglich, mit 144 Strahlen gleichzeitig zu bohren – das spart Zeit. Für das ambitionierte Projekt arbeiten die Fraunhofer-Forschenden mit insgesamt vier weiteren Firmen zusammen.

Prozesswissen ist die Basis

Die Basis für solche Anwendungen ist ein detailliertes Prozesswissen. Das wurde am Fraunhofer ILT über Jahrzehnte gesammelt und in entsprechende Modelle und Software umgesetzt. Damit lassen sich alle Parameter am Computer variieren, und optimale Prozessparameter werden schnell gefunden. Auch die Robustheit des Prozesses lässt sich so vor dem Applikationsversuch analysieren.

CAPS-Labore

Die Laser für solche Versuche stehen im Applikationslabor am Fraunhofer ILT in Aachen zur Verfügung. Sie gehören zum Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources CAPS, in dem 13 Fraunhofer-Institute gemeinsam Laserstrahlquellen, Prozesstechnik und Anwendungen für UKP-Laserleistungen bis 20 kW entwickeln. Ein zweites CAPS-Labor wird am Fraunhofer IOF in Jena betrieben.

Praxistest im Klärwerk

Inzwischen wurden die lasergebohrten Metallfolien in einen Zyklonfilter eingebaut und umfangreichen Tests unterzogen. Im ersten Versuch wurde mit dem feinen Pulver von 3D-Druckern verunreinigtes Wasser filtriert. Der Aufbau wird jetzt unter realen Bedingungen in einem Klärwerk getestet. Die Analyse des gereinigten Abwassers soll Aufschluss über Gehalt, Art und Größe von Mikroplastik geben.

Informationen zum Projekt finden Sie hier.

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