17.02.2023 Ι Textilien mit einer dem Schwimmfarn ähnlichen Oberfläche sollen Öl vom Wasser trennen und in einen Sammelbehälter leiten. Dadurch sollen Ölverschmutzungen auf Binnengewässern behoben werden.

Das entsprechende Projekt der Universität Bonn wurde von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt, DBU, fachlich und finanziell mit rund 365.000 Euro gefördert. Teamleiter Prof. Dr. Wilhelm Barthlott erhielt schon einmal vor mehr als 20 Jahren den Deutschen Umweltpreis der DBU für seine weltweit erfolgreichen Forschungen zum Lotuseffekt. Bei diesem geht es ebenfalls um biologische Oberflächeneffekte und ihre technischen Anwendungen.

Verschmutzung durch Öl gefährdet Menschen und Ökosysteme

Ölverschmutzungen auf Gewässern sind weltweit ein großes Umwelt-Risiko. „Sauberes Wasser ist aber für die Gesundheit von Menschen und Ökosystemen essenziell“, sagt DBU-Generalsekretär Alexander Bonde. Nach seinen Worten muss das Bestreben darauf gerichtet sein, Erdöl als Energieträger durch nachhaltige Alternativen zu ersetzen.

 „Das Ende fossiler Energieträger verringert nicht nur die Erderwärmung, sondern minimiert auch das Risiko von Ölkatastrophen im Meer und auf Gewässern. Wir brauchen effiziente Wege, um Ölverschmutzungen zu vermeiden“, so Bonde.

Sind Binnengewässer von einer Ölverschmutzung betroffen, ist die Reinigung oft mit einem hohen personellen und mechanischen Aufwand verbunden. „Schon geringe Öl-Verunreinigungen können Feuerwehr und Umweltbehörde tagelang in Atem halten“, sagt Franz-Peter Heidenreich, Leiter des DBU-Referats Wasser, Boden, Infrastruktur. Der Grund: Das Öl verbreitet sich als dünner, schmieriger Film rasant auf der Wasseroberfläche und belastet so rasch enorme Flächen – eine Gefährdung für Tiere, Pflanzen und Trinkwasserressourcen. Heidenreich: „Oftmals verdunstet zudem viel Öl, wodurch erhebliche Schadstoffmengen in die Luft gelangen.“

Schwimmfarn verhilft zur zündenden Idee

Ein Forschungsteam der Universität Bonn hat nun unter Leitung von Umweltpreisträger Barthlott einen schwimmenden sogenannten Bionischen Öl-Adsorber entwickelt (Bionic Oil Adsorber, BOA). An der Oberfläche des BOA bleibt Öl von Gewässeroberflächen haften und wird so vom Wasser abgetrennt. Nach einem physikalischen Prinzip – ganz ohne Energieaufwand – wird es dann in einen Behälter weitergeleitet und gesammelt. „Abgeschaut haben wir das Phänomen in der Natur“, sagt Barthlott. Grundlage waren nach der Entdeckung des Lotuseffektes seit 2008 Arbeiten zu effizienter Adsorption und schnellem passiven Transport von Öl auf biologischen Oberflächen. Barthlott: „Es fanden sich dabei vor allem Pflanzen wie der Schwimmfarn Salvinia molesta, der mit teilweise höchst komplexer Oberflächenstruktur optimal dazu in der Lage ist.“

Erfolgreicher Prototyp

In Zusammenarbeit mit der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen und der Heimbach-Gruppe in Düren wurden geeignete Funktionstextilien identifiziert, die Diesel-, Heiz- oder Motoröl über sechs Zentimeter breite Streifen von einer Wasseroberfläche in einen Sammelbehälter transportieren.„Der kann dann entleert und das Öl gegebenenfalls sogar wiederverwendet werden“, so Barthlott. Nach den Worten des Wissenschaftlers ergaben die Tests, „dass ein vergleichsweise kleiner BOA-Prototyp bis zu drei Liter Öl pro Stunde von einer Gewässeroberfläche sammeln kann – ohne Energieaufwand“. Ein „umweltfreundliches und besonders effizientes“ Verfahren. Dabei sei das Tempo der Reinigung von der Viskosität des Öls abhängig. Barthlott erklärte: „Aufgrund der geringeren Zähflüssigkeit wird Diesel 50-mal schneller transportiert als Motoröl.“

Die innovative Technik der Öl-Wasser-Trennung kann laut Umweltpreisträger vorwiegend in Binnengewässern eingesetzt werden. „Denkbar wäre aber auch der Einsatz im Bereich der Schifffahrt oder in industriellen Anlagen.“ Aufgrund der hohen Effizienz der ersten Prototypen rechnet er mit einer zeitnahen industriellen Produktion des Bionischen Öl-Adsorbers für die Öl-Wasser-Trennung.