Blaualgen mit Nano-Beschichtung reinigen Wasser

01. September 2020 11:09

Thun - Empa-Forschende haben Blaualgen so beschichtet, dass diese Einzeller zur nachhaltigen und günstigen Aufbereitung von Wasser genutzt werden können. Damit entwickelte das Team einen Prozess, der unter Einwirkung natürlichen Lichts Schadstoffe im Wasser oxidiert und neutralisiert.

Mithilfe von Nano-Technologie haben Forschende eines Labors der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) aus Blaualgen der Spezies Spirulina Mini-Kraftwerke gemacht. Diese seit Anbeginn des Planeten in unerschöpflicher Zahl existierenden Einzeller wurden von einem Empa-Team des Labors Mechanics of Materials and Nanostructures in Thun so beschichtet, dass sie photokatalytisch wirken. Das heisst, sie nutzen für ihre chemischen Reaktionen Sonnenlicht. 

Zunächst, so die Empa in einer Mitteilung, beschichteten die Forschenden um Laetitia Philippe die rund 4 Mikrometer dünnen geschraubten Schnüre der konservierten Spirulina-Einzeller mit einer feinen Hülle aus Nickel. Darauf folgten ebenso hauchdünne Schichten aus Zinkoxid und Zinksulfid-Nanopartikeln. Diese Zinkverbindungen zapfen einen grösseren Wellenbereich des Sonnenlichts an und weisen deshalb eine „beeindruckende photokatalytische Aktivität auf“. Damit „sollte ein nachhaltiger, einfacher und günstiger Prozess für die Wasseraufbereitung genutzt werden können“, erklärt Laetitia Philippe.

Entsprechend der UNO-Nachhaltigkeitsziele hatte die Wissenschaftlerin mit ihrem Team nach einer Technologie gesucht, die auf der Grundlage bestehender Anlagen weltweit sauberes Wasser produzieren könnte. Dabei sollte das Wasser vor allem von Mikroplastik und persistenten organischen Schadstoffen befreit werden, die herkömmliche Aufbereitungssysteme nicht entfernen. Mit diesem sogenannten Bio-Templating-Verfahren haben sie das Ziel erreicht.

Zudem verbrauchen die Einzeller CO2 aus der Umwelt und produzieren Sauerstoff. Haben sie Schadstoffe im Abwasser zu leicht abbaubaren Produkten umgewandelt, können aus ihrer Biomasse Biokraftstoffe und Pellets hergestellt werden, so Philippe. Die Zink- und Nickelverbindungen lassen sich zurückgewinnen und wiederverwenden. Auch dieser „raffinierte Rohstoffkreislauf“ habe nun mittels Laborexperimenten nachgewiesen werden können. mm

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