Projektbeschreibung
Eine neue Art der Wasserreinigung
Unser Oberflächen- und Trinkwasser wird zunehmend durch organische Mikroverunreinigungen bedroht, die aus industriellen, landwirtschaftlichen und pharmazeutischen Rückständen stammen. Die derzeitigen Membrantechnologien, wie die Umkehrosmose, bringen aufgrund ihres hohen Energiebedarfs und der schwierigen Soleabfälle Probleme mit sich. Vor diesem Hintergrund zielt das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt MOSAIC darauf ab, die Salzrückhaltung zu verringern. Konkret wird das Projektteam Ladungsmosaikmembranen mit kleinen, entgegengesetzt geladenen Feldern konstruieren. Diese Membranen weisen unter Verwendung eines skalierbaren Ansatzes mit Polyelektrolyt-Multischichten eine Rückhaltung von organischen Mikroverunreinigungen von über 99 % und eine hohe Wasserdurchlässigkeit auf. MOSAIC verspricht nicht nur eine wirksame Wasserreinigung, sondern bietet auch grundlegende Einblicke in den Membranmassetransport für eine nachhaltige Wasserzukunft.
Ziel
Our surface and drinking water sources are increasingly threatened by the presence of organic micropollutants (OMPs). OMPs are small molecules (100-1000 Da) that originate from industrial, agricultural and pharmaceutical residues, and can cause long-term harm to humans and ecosystems. While OMPs can be removed from water with existing membrane technologies (e.g. reverse osmosis), these methods have significant limitations: they are energy-intensive and lead to problematic brine waste streams, due to their low water and salt permeability.
In this project I aim to solve these limitations by building charge-mosaic membranes; membranes with small (nm2) oppositely charged patches that allow coupled passage of negative and positive ions. This design, aimed at reducing salt retention, was conceived over 90 years ago, but was never realized in a scalable manner due to its challenging design. Here, I propose a simple and fully scalable approach to achieve such membranes, using polyelectrolyte multilayers (PEMs) of oppositely charged polymers. I will build these charge-mosaic membranes using ultrathin, ultradense layers in an asymmetric PEM approach to achieve a very high (> 99%) retention of OMPs and a high water permeability.
Combined with state-of-the-art modelling, this project will also provide new fundamental insights into membrane mass transport. Moreover, the project will directly lead to membranes with unique separation properties, allowing the design of completely new processes to effectively remove OMPs from waste water and drinking water.
ter.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyenvironmental engineeringwater treatment processesdrinking water treatment processes
- engineering and technologyenvironmental engineeringwater treatment processeswastewater treatment processes
- engineering and technologychemical engineeringseparation technologiesdesalinationreverse osmosis
- natural scienceschemical sciencespolymer sciences
- natural sciencesbiological sciencesecologyecosystems
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
7522 NB Enschede
Niederlande