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De-railing scaling: From fundamentals of crystallization fouling on nano-materials to rational design of scale-phobic surfaces

Projektbeschreibung

Wasser- und Energiesysteme bekommen salzresistente Oberflächen

Systeme für Energieumwandlung und Wasseraufbereitung haben ein Problem mit einer bestimmten Art des Fouling: wenn feste, aufgeheizte Oberflächen mit Wasser in Kontakt kommen, flocken vorher gelöste Salzkristalle wieder aus und bilden unerwünschte Salzablagerungen (Scaling). Schwer lösliche Salze wie Calciumcarbonat und Calciumsulfat können die Wärmeübertragung in Wärmetauschern massiv stören und die Durchflussleistung der Membranen senken. Doch trotz vielfältiger Bemühungen gibt es noch immer keine vernünftig gestalteten Beschichtungen, die zur Vorbeugung von Scaling ohne aktive Mittel wie Antiscalant als Zusatzstoff auskommen. Im EU-finanzierten Projekt DESCALE werden nun ausgehend von der Zusammensetzung und Topografie einer neuen Antiscalant-Beschichtung in einem nachhaltigen Ansatz Mechanismen untersucht, die die Keimbildung solcher Scaling-Salze verhindern und die Adhäsion reduzieren. Schließlich sollen daraus bessere Oberflächen entstehen, die gegen Scaling unempfindlich und dabei gleichzeitig umweltfreundlicher sind als Antiscalant-Produkte.

Ziel

Crystallization fouling, a process where scale forms on surfaces, is pervasive in nature and technology, negatively impacting the energy conversion and water treatment industries. Despite significant efforts, rationally designed materials that are intrinsically resistant to crystallization fouling without the use of active methods like antiscalant additives (which can persist long after their disposal and the toxicological impact of which in effluent is questioned) remain elusive. This is because antiscalant surfaces are constructed today without sufficient reliance on an intricate but necessary science-base, of how interweaved interfacial thermofluidics, nucleation thermodynamics, and surface nanoengineering control the onset of nucleation and adhesion of frequently encountered scaling salts like calcium carbonate and calcium sulfate. Such scaling salts are common components of fouling deposits in industrial heat exchangers and membranes, which significantly inhibit heat transfer and flow performance. Therefore, guided by interfacial thermofluidic and thermodynamics theories, and employing advanced experimental methods in the areas of surface nanoengineering and diagnostics, this project will develop an integrated knowledge-base for how engineered surfaces can beneficially interact with interfacial transport phenomena in order to significantly advance antiscalant surfaces. We aim to pinpoint mechanisms for inhibiting scale nucleation and reducing adhesion in order to design and engineer antiscalant materials based on the collaborative action of their composition and topography. The effects of surface texture curvature, surface composition, and substrate compliance on scale nucleation and adhesion have intertwined and sometimes competing impacts, which we aim at elucidating to realize high performance scale-phobic surfaces. Connected to this are cutting edge materials fabrication techniques and considerations to the development of surfaces for future applications.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

ERC-STG - Starting Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

EIDGENOESSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE ZUERICH
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 963 625,00
Adresse
Raemistrasse 101
8092 Zuerich
Schweiz

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Region
Schweiz/Suisse/Svizzera Zürich Zürich
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 963 625,00

Begünstigte (1)

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