Zielsetzung & Anlass
Der Antragsteller hat ein Verfahren zur magnetischen Abscheidung von Kohlenwasserstoffen mittels superparamagnetischer Eisenoxid-Nanopartikel entwickelt und demonstriert.
Projektziel war die Entwicklung von geeigneten Verfahren zur Skalierung der Herstellung der entspre-chenden Materialien als Grundvoraussetzung für die Kommerzialisierung. Ein in Gründung befindli-ches Start-up (MWC = Magnetic Water Cleaning) sollte im Rahmen des Förderprojektes eine kunden-relevante Machbarkeitsstudie zur Skalierung der der magnetischen Separation und somit zur Abwas-serreinigung realisieren.
Arbeitsschritte & Methoden
Es wurden zwei Arbeitspakete zur Skalierung der Methode geplant und realisiert.
1. Die Skalierung der Materialsynthese erfolgte in Kooperation mit der Glatt Ingenieurtechnik GmbH in Weimar. Dazu wurde eine Gasphasenbeschichtung (APPtech) der Nanopartikel geplant, unge-setzt und optimiert.
• Parameterevaluation im Labor (Flüssigphase)
• Parameteroptimierung und Transfer der Parameter zum Gasphasenprozess
• Technische Umsetzung der APPtech Methode auf die Systeme
• Charakterisierung der Produkte (Zusammensetzung)
• Bau eines Magnetabscheider für Gas- und Flüssigabscheidung
• Qualifikation der Produkte und Anpassung der Parameter
2. Die Nutzung eines eigens designten und gebauten Magnetabscheiders zur Abscheidung der der hergestellten Partikel aus der Wasserphase.
• Qualifikation der Produkte (Effizienz der Partikel bei der Wasserreinigung)
• Planung der Skalierung der technischen Umsetzung
• Experimentelle Umsetzung und Auswertung
Ergebnisse & Diskussion
• Die Herstellung/Beschichtung der Funktionsmaterialien lässt sich technisch skalieren!
• Die Skalierungsfähigkeit wurde für zwei unterschiedliche Verfahren (Gas- und Flüssigphase) demonstriert.
• Dein funktionaler Trommelmagnetabscheider wurde entworfen, gefertigt und erfolgreich getestet.
• Der Trommelabscheider ist geeignet für Gasphasenabscheidung und Flüssigphasenabscheidung (Wasser).
• Die magnetische Abscheidung der Nanopartikel stellt die technisch größter Herausforderung bei der Skalierung zur Anwendung dar = weitere Entwicklungs-/Optimierungsbedarf!
• Die Herausforderung wächst in dem Maße wie die Partikelgröße abnimmt.
Öffentlichkeitsarbeit
1. Eingeladener Fachartikel im GDCh Magazin:
M. Halik, M. Sarcletti, D. Zahn „Magnetic Water Cleaning” Nachrichten aus der Chemie 2021, 69, 43-46.
https://doi.org/10.1002/nadc.20214116548
2. TV Bericht (Frankenschau)
https://omd.fau.de/research/images/media/oilcatch_BR.mp4
3. Forschungsmagazin der FAU Friedrich
https://www.fau.de/2021/12/friedrich/der-letzte-raeumt-die-erde-auf/
Fazit
Insgesamt war das Projekt sehr erfolgreich, da die Kernziele alle erreicht wurden. Die Materi-alverfügbarkeit erscheint absolut unkritisch lässt sich sicher in den Multi-Tonnen-Maßstab skalieren. Die Skalierung der Abscheidung auf technischen Dimensionen stellt derzeit und zukünftig die größte Herausforderung. Hier wurde bereits ein kompetenter Partner identifi-ziert.
Die ursprünglich geplante Ausgründung der MWC (start-up) wurde verschoben, da der poten-tielle Hauptkunde aufgrund der internationalen Spannungen in der Ölindustrie zurückgetreten ist.
