20/12/2023 – Forschung
Entfernung von Ölverschmutzungen in Gewässern durch Textilien
Trotz der zunehmenden Integration erneuerbarer Energien sind die weltweite Ölproduktion und der -verkauf in den letzten zwei Jahrzehnten gestiegen, was zu häufigen und oft irreversiblen Umweltschäden führt. Verschiedene Entfernungsmethoden existieren, jedoch zeigen viele davon Defizite, insbesondere bei der Beseitigung von Öl aus Binnengewässern.
Sekundenschnelle Adsorption eines Tropfens Altöls durch ein Blatt des Schwimmfarns Salvinia molesta. © W. Barthlott, M. Mail/Universität Bon
Querschnitt durch das CAD-Modell des bionischen Öladsorbers. Das Schema zeigt einen Ölfilm (rot) auf einer Wasseroberfläche (hellblau). In dem schwimmenden Behälter (grau) ist das Textil (orange) so befestigt, dass es mit dem Ölfilm in Kontakt ist und das Ende in den Behälter hineinragt. Das Öl wird durch das BOA-Textil adsorbiert und transportiert. Wie im Querschnitt dargestellt, gelangt es in den Behälter, wo es wieder freigesetzt wird und sich am Boden des Behälters ansammelt. © ITA
Forscher von ITA, Uni Bonn und Heimbach GmbH präsentieren eine innovative Methode zur kostengünstigen und energiesparenden Entfernung von Ölverschmutzungen von Wasseroberflächen. Sie verwenden ein technisches Textil in einem schwimmenden Behälter, das bis zu 4 l Diesel pro Stunde beseitigen kann, was etwa 100 m2 Ölfilm entspricht.
Biologische Inspiration
Durch Jahrmillionen der Evolution haben lebende Organismen Oberflächenstrukturen entwickelt, die für eine optimale Interaktion mit ihrer Umwelt sorgen. An der Uni Bonn wurde eine umfassende Untersuchung von 20.000 Arten durchgeführt, wobei der Schwimmfarn Salvinia molesta besonders durch seine effiziente Öladsorption hervorsticht. Diese biologischen Erkenntnisse dienten als Grundlage für die Entwicklung einer technischen Lösung.
BOA-Technologie
Das Herzstück der Innovation ist das technische Textil, ein superhydrophobes Abstandsgewirk. Dieses Material, inspiriert von biologischen Vorbildern, wird in einen schwimmenden Behälter integriert und ermöglicht die Entfernung von bis zu 4 l Diesel pro Stunde von Wasseroberflächen, was einer Fläche von 100 m2 entspricht.
Funktionsweise
Der Bionische Öladsorber (BOA) nutzt die Kapillarkräfte des Textils, um Öl von der Wasseroberfläche zu adsorbieren und in einen Auffangbehälter zu transportieren. Ohne zusätzliche Energiezufuhr wird das Öl durch Schwerkraft im Behälter gesammelt und kann später sicher entsorgt oder recycelt werden.
Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit
Die BOA-Technologie bietet im Vergleich zu herkömmlichen Methoden zahlreiche Vorteile:
Kein zusätzlicher Energiebedarf
Vermeidung von giftigen Substanzen
Mehrfache Wiederverwendbarkeit von Textilien und Geräten
Geringere Kosten im Verhältnis zur Menge des entfernten Öls
Kein Abfall, der im Gewässer verbleibt
Die Kosteneffizienz des BOA-Textils, mit einem Preis von 10 ct/L und einer bis zu 13-fachen Kostenersparnis gegenüber konventionellen ölbindenden Vliesstoffen, unterstreicht sein wirtschaftliches Potenzial.
Das interdisziplinäre Team aus ITA, Uni Bonn und Heimbach GmbH hat gezeigt, dass die BOA-Technologie eine effiziente und nachhaltige Lösung für die Öl-Wasser-Trennung darstellen kann. Dank der aktuellen Entwicklung wird erwartet, dass diese bahnbrechende Technologie in den nächsten zwei bis drei Jahren auf den Markt kommt, um eine breite Anwendung in verschiedenen Trennungsprozessen zu finden.