WATER-Forscher entdecken vielversprechende Kandidaten für Wasserbehandlung und -aufbereitung
Das durch das RP7 finanzierte WATER-Projekt, welches das Forschungspotenzial des italienischen nationalen Forschungsrats CNR in Catania im Bereich der Anwendung von Nanotechnologie bei der Wasserbehandlung erschließen will, hat wichtige Forschungen über Halbleiter-Photokatalyseprozesse als Wasserbehandlungstechnologie unterstützt. Die Ergebnisse wurden jetzt von der International Society for optics and photonics SPIE veröffentlicht. Halbleiter-Photokatalyse hat als Wasserbehandlungstechnologie ein enormes Potenzial aufgezeigt. Diese Methode kann zur Entfernung hartnäckiger organischer Verbindungen und Mikroorganismen aus dem Wasser eingesetzt werden. Zinkoxid (ZnO) ist ein besonders vielversprechendes Material für diese Technologie. Es gibt allerdings auch einige Rückschläge bei der Nutzung von Halbleiter-Photokatalysatoren, die ihre Anwendung in großtechnischen photokatalytischen Verfahren beschränken. Sie haben erstens eine hohe Rekombinationsrate der durch Licht erzeugten Elektronen-Loch-Paare, und zweitens weisen die Katalysatorpartikel eine schwache Rückgewinnung nach der Wasserbehandlung auf. Mit Unterstützung von WATER untersuchten die Forscher von CNR-IMM (Institute for Microelectronics and Microsystems) Wege, um die mit Halbleiter-Photokatalysatoren verbundenen Probleme zu lösen. Das Forscherteam bemerkt: „Wir haben eine Reihe von UV-Bestrahlungstest an neuartigen, mit ZnO-beschichteten Fe2O3-Kern-Schalen-Nanostrukturen durchgeführt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass diese Substanzen vielversprechende Kandidaten für photokatalytischen Anwendungen, z. B. für die Wasseraufbereitung, sind.“ Das CNR-Team plant jetzt weitere Studien, um die Optimierung der photokatalytischen Aktivität von synthetisierten Nanostrukturen voranzutreiben. Die Forscher planen auch die Untersuchung der antibakteriellen Aktivität unseres Materials gegen das Bakterium Escherichia coli, das ein bekannter Indikator für fäkale Verunreinigung von Wasser ist. Die Arbeit soll letztendlich zur Bewältigung der größten Forschungsherausforderung beitragen, unsere Weltbevölkerung mit sauberem, sicheren und leicht zugänglichem Trinkwasser zu versorgen. Das wird eine beachtliche Leistung sein. Derzeit haben 1,2 Milliarden Menschen auf der Welt keinen adäquaten Zugang zu Trinkwasser und tragischerweise stirbt jede Minute ein Kind an einer Krankheit, die auf verseuchtes Trinkwasser zurückzuführen ist. Ein Bereich, der die Wasserfilterung zu geringeren Kosten und weniger Energieverbrauch verbessern helfen soll, ist die Nanotechnologie, weshalb sich das Projekt WATER auf diesen konzentriert. Die neueste WATER-Studie mit dem Titel „Core-shell nanostructures with promising photocatalytic characteristics“ (Kern-Schalen-Nanostrukturen mit vielversprechenden photokatalytischen Merkmalen) ist die letzte in einer Serie von Forschungsarbeiten, die das Projekt unterstützt. Neben der Untersuchung von Metalloxidnanostrukturen unterstützt das Projekt auch Forschung, die die Frage erkundet, wie Metallnanostrukturen und Materialien auf Kohlenstoffbasis erfolgreich bei der Wasseraufbereitung angewendet werden können. Projektkoordinator Vittorio Privitera sagt: „Die Erkenntnisse des Projekts sind wichtig, da Wasser nach Energie das zweitwichtigste Problem für die Menschheit ist. Dem Nobelpreisträger Richard E. Smalley und den Vereinten Nationen zufolge wird in 30 Jahren die Hälfte der Weltbevölkerung unter Mangel an sauberem Trinkwasser leiden. Mit diesem Projekt versuchen wir diese Riesenherausforderung anzugehen. Und jetzt hat die Europäische Kommission einen neuen Aufruf zur Vorschlagseinreichung, H2020-WATER, veröffentlicht, um die europäischen Anstrengungen zur Bewältigung derartiger Probleme zu verstärken.“ Weitere Informationen sind abrufbar unter: WATER http://www.water.imm.cnr.it/index.php?lang=en
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