Innovative anpassbare Membranen: nachhaltig zukunftsweisend
Für die Chemiebranche, den Erdöl- und Bioraffineriesektor sowie für die werkstoffverarbeitende Industrie sind Trennverfahren unerlässlich, bei denen physikalische, chemische oder elektrische Kräfte wirken, um ausgewählte Bestandteile eines Gemischs zu isolieren oder zu konzentrieren. Typische Verfahren zur Trennung der Bestandteile großer Mengen chemischer Gemische in reinere Formen wie die Destillation und Kristallisation verantworten einen beträchtlichen Teil des alljährlichen Energieverbrauchs unserer Welt. „Trennverfahren gemäß dem Stand der Technik, die mit Wärme und Kühlung funktionieren, sind äußerst energieintensiv und machen 10 bis 15 % des weltweiten Energiebedarfs aus“, erklärt Samuel Hess, Geschäftsführer und Mitbegründer von UniSieve(öffnet in neuem Fenster). „Dieser enorme Energiebedarf ist mit hohen CO2-Emissionen verbunden. Zudem erfordern thermisch betriebene Prozesse üblicherweise riesige, starre und kapitalintensive Anlagen.“
Innovatives umweltschonendes Unternehmen im Rampenlicht
Zur Lösung dieser Probleme hat das in der Schweiz ansässige Start-up-Unternehmen UniSieve eine proprietäre Membranlösung entwickelt, mit der sich eine kosten- und energieeffiziente Trennung realisieren lässt. Die moderne molekulare Trennlösung von UniSieve kann bei den wichtigsten und energieintensivsten Anwendungen zum Einsatz kommen. Gegenwärtig konzentriert sich das Schweizer Start-up-Unternehmen auf die Trennung von Kohlenwasserstoffen und die anschließende Anwendung der CO2-Abscheidung. Die Plattformtechnologie von UniSieve, die „universell aussiebt“, ermöglicht eine einzigartige Kombination aus verschiedenen Molekularsieben und Polymermembranen, die zuverlässige chemische Trennlösungen ergibt. Erstmals wurde diese innovative Membrantechnologie 2013 am Institut für Chemie- und Bioingenieurwissenschaften der ETH Zürich(öffnet in neuem Fenster) entwickelt. „Die einzigartigen Molekularsiebmembranen von UniSieve eröffnen der Welt der Trennung eine neue Dimension.“ Da sie mechanisch stabil und flexibel sind, können sie in genormte Membrankartuschen integriert werden“, hebt Hess hervor. Außerdem lässt sich die Porengröße der Membranen präzise einstellen, sodass die Technologie für ein breites Spektrum anspruchsvoller Anwendungen zur Verfügung steht. „Unsere molekulare Trennlösung funktioniert nach dem Prinzip des Größenausschlusses. Im Gegensatz zur Destillation kann die UniSieve-Lösung Moleküle aufgrund ihrer Größe separieren, wodurch sich in erheblichem Maße Energie einsparen lässt“, erläutert Hess. Das Ganze funktioniert dank der Molekularsiebeigenschaften der UniSieve-Membranen, durch die kleinere Moleküle schnell durchgelassen und größere zurückgehalten werden. „Ähnlich wie bei einem einfachen Küchensieb, in dem Nudeln abgegossen werden, trennen und reinigen die subnanometergroßen Membranporen chemische Stoffe und scheiden CO2 ab“, fügt Hess hinzu. „Das revolutionäre Merkmal der UniSieve-Membranen besteht in ihrer hohen Präzision, dank der die Kundschaft bis zu 90 % der Prozessenergie einsparen, die Betriebskosten senken und die Emissionen drastisch reduzieren kann.“
Nachhaltige Trenntechnologie erhält Auftrieb
Das EU-finanzierte Projekt GREENMEM unterstützte UniSieve bei der Maßstabsvergrößerung seiner Membrantechnologie. Im Lauf des 24-monatigen Projekts wurde der Membranfertigungsprozess so weit skaliert, dass er der ersten Pilotkundschaft zur Verfügung gestellt werden konnte. Die Aufgabenstellung von GREENMEM lautete, die Realisierbarkeit der UniSieve-Plattformtechnologie in einer chemischen Anlage anhand von Pilotversuchen zu demonstrieren. Die Testergebnisse bestätigten, dass die Kundschaft mit der Plattformtechnologie Energie und Kosten sparen, Emissionen reduzieren und die Produktrückgewinnung steigern kann. „Durch den breiten Einsatz der UniSieve-Lösung kann der Energie- und Chemiesektor die CO2-Emissionen um mehr als 1,3 Gt pro Jahr reduzieren“, stellt Hess fest. „Um dieses Ziel tatsächlich zu erreichen, bereitet UniSieve gegenwärtig weitere Demonstrationsversuche für verschiedene Anwendungen vor sowie forciert die Erweiterung der Anzahl der Anwendungen, welche die vielseitige Plattformtechnologie bedienen kann.“ Bis 2026 sollen sechsundfünfzig UniSieve-Trenneinheiten in Europa und Amerika installiert werden. „Unsere Priorität besteht darin, der Kundschaft eine einzigartige Trennlösung zur Verfügung zu stellen, die mit der vorhandenen Infrastruktur kompatibel ist und gleichzeitig nachhaltige wirtschaftliche und ökologische Vorteile generiert“, fasst Hess zusammen.
