06.09.2022 Ι Dr. Libing Zheng ist derzeit Humboldt-Stipendiat bei Professor Mathias Ulbricht an der Fakultät für Chemie der Universität Duisburg-Essen (UDE). Er erforscht Möglichkeiten, um die Reinigung von verschmutztem Wasser mittels Membrandestillation zu optimieren.

Meerwasseraufbereitung durch Membrandestillation

Libing Zheng von der Chinese Academy of Sciences erklärt, dass in der Industrie auch Meerwasser verwendet werden könne, sofern es vorher gesäubert wird. Möglich macht das etwa die Membrandestillation (MD). Anders als beim bisherigen Destillieren werden die einzelnen Moleküle über durchlässige Schichten (Membranen) auf Nanoebene voneinander getrennt. Laut Zheng eignet sich die Membrandestillation „sehr gut dafür, Abwässer mit hohem Salzgehalt aufzubereiten“. Die Methode eignet sich also besonders für Brackwasser, Meerwasser oder Industrieabwasser.

Magnetische Nanopartikel sorgen für Sauberkeit

Allerdings löst die MD das Schmutz-Problem nicht vollkommen. Zheng erklärt, dass sich die Salze, organischen Stoffe und Mikroben, die aus der Flüssigkeit herausgefiltert werden, auf den Membranen absetzen. Dadurch verschmutzen diese und verringern nach und nach ihre Leistung. Gegen dieses Fouling möchte er mit magnetischen Nanopartikeln angehen. Sie sollen die Membran sauber halten:

„Diese Teilchen können die Porengröße der Membran regulieren und die Ablagerung des Schmutzes kontrollieren. Sie fangen unterm magnetischen Wechselfeld an zu vibrieren, werden quasi zu ‚Nanomixern‘ und verzögern so Ablagerungen auf der Membran“, erklärt der 33-Jährige.

Wenn die Frequenz des Wechselfeldes hoch ist, würden die Teilchen zudem wärmer und garantieren in Kombination mit dem Mixer eine hocheffiziente Wasseraufbereitung.

Die Magie des Magnetismus

An der UDE möchte Grundlagenforscher Zheng die magnetischen Partikel bis 2024 nicht nur gegen das Fouling einsetzen. Er möchte außerdem herausfinden, wie der Mechanismus im magnetischen Wechselfeld funktioniert. „Damit ergründen wir auch ein wenig die Magie des Magnetismus für die Verbesserung von Membranprozessen,“ so Zheng.