Neue Methode zur Reinigung und Behandlung von verunreinigtem Wasser für die Extraktion von Chemikalien
Logo of the Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences. (Source: IPC PAS, Grzegorz Krzyżewski)
Wissenschaftler in Polen haben zur Rückgewinnung wertvoller Chemikalien, wie sie auch in der Herstellung von Medikamenten verwendet werden, ein neues Verfahren zur Behandlung und Reinigung des verschmutzten Wassers entwickelt. Demnach sind weder Anlagen noch Fabriken erforderlich. Nur die Sonne und ein „Zauberpulver“ sei dafür nötig. Die Studie, die in der Zeitschrift Bioresource Technology präsentiert wurde, wurde zum Teil durch das Projekt PHOTOBIO23JC („‚Synthesis of novel nanostructured metal-supported photocatalysts: characterization and promising applications in the production of high value chemicals from lignocellulosic biomass“) finanziert, das mit einem Marie- Curie-Stipendium für Internationale Reintegration im Wert von 100 000 EUR unter dem Siebten Rahmenprogramm der EU (RP7) unterstützt wird.
Nach Forscherangaben vom Institut für Physikalische Chemie der Polnischen Akademie der Wissenschaften (IPC PAS) sei diese fast alchemistische Transformation durch Photokatalysatoren ermöglicht und Gegenstand der Untersuchung.
Auf unserem Planeten gibt es Regionen, in denen Wasser durch organische Chemikalien aus Industrieabfällen stark verschmutzt ist. Dank der Arbeit des polnischen Teams, weiß man jetzt, dass Biomasse erfolgreich in Chemikalien und Treibstoff umgewandelt werden kann. Die Photokatalysatoren erleichtern die Umwandlung von verschmutztem in sauberes Wasser. Ein weiterer Vorteil ist, dass keine spezialisierten Anlagen benötigt werden, da die Umwandlung unter Bedingungen erfolgt, die gewöhnlich in der Natur anzutreffen sind.
Die chemische Reaktion wird durch einen Katalysator unterstützt, der den Prozess beschleunigt. Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, erholt sich der Katalysator. Experten sagen, dass in typischen katalytischen Prozessen, die Katalysatoren bei hohen Temperaturen, um mehrere hundert Grad Celsius, aktiviert werden und gewöhnlich unter sehr hohem Druck.
„Die von uns studierten Photokatalysatoren unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht von herkömmlichen Katalysatoren“, sagt Dr. Juan Carlos Colmenares vom IPC PAS. „Sie werden durch Licht aktiviert, und die Temperatur hat keine signifikanten Auswirkungen hier.“
Die Reaktionen, die durch die Photokatalysatoren unterstützt werden, treten bei Exposition mit Sonnenstrahlen auf, bei einer Temperatur von etwa 30 ° C und unter normalem Atmosphärendruck. Die Bedingungen, sagen die Forscher, kommen natürlich das ganze Jahr über in vielen äquatorialen Ländern vor.
Bei den Photokatalysatoren handelt es sich um Feststoffe, die auf Titandioxid, TiO2, basieren. Die Katalysereaktion tritt in einer Flüssigkeit auf, die organische Schadstoffe enthält. Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, kann der Katalysator nahezu verlustfrei isoliert und erneut verwendet werden, so das Team.
„Meine Arbeit gleicht ein wenig Alchemie“, so Dr. Colmenares Kommentar. „Ich nehme ein Zauberpulver, schütte es in verschmutztes Wasser, rühre um und setze das Ganze der Sonne aus. Nach mehreren Stunden erhalte ich sauberes Wasser und Chemikalien, die verwendet werden können, um nützliche Dinge wie etwa Medikamente herzustellen.“
Seit den 1960er Jahren untersuchen Forscher auf der ganzen Welt den photochemischen Abbau von Schadstoffen, und sie haben chemische Verbindungen mithilfe intensiver ultravioletter (UV) Strahlung gesammelt.
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