„nachhaltige technologien 04 | 2022"

Solare Wasserdekontamination- und Desinfektion Zusätzlich zu den thermischen Technologien werden im IEA SHC Task 62 auch Technologien berücksich- tigt, die direkte UV-Strahlung in solaren Wasser- dekontaminations- und -desinfektionssystemen nutzen. Neue industrielle Anwendungsbereiche werden identifiziert und das Aufzeigen technischer, wirtschaftlicher und politischer Barrieren für neue Dekontaminations- und Desinfektionssysteme in der industriellen Wasser- und Abwasserwirtschaft kann zudem deren Integration erleichtern und die Anzahl der Implementierungen erhöhen. Ein Beispiel zur Anwendung solarer Wasserdekontamination wird im nationalen Projekt „Solarreaktor“ erarbeitet, welches durch den Klima- und Energiefonds im Rahmen der 7. Ausschreibung zur Energieforschung in Österreich gefördert wird. Der Solarreaktor zielt darauf ab, Was- ser in einem effizienten, photo-elektrochemischen Prozess in Wasserstoff (H 2 ) umzuwandeln und gleich- zeitig Abwasser durch direkte Nutzung der Sonnen- einstrahlung aufzubereiten. Durch einen multidiszip- linären Ansatz bündelt die Entwicklung des Reaktors Kompetenzen aus der Solarkollektorentwicklung, effizienten Reaktorsystemen, photo-elektrochemi- scher Materialforschung, Abwasserchemie und der innovativen Produktion alternativer Brennstoffe wie beispielsweise H 2 . Potenziale der thermischen Wasseraufbereitung und Rückgewinnung von Wertstoffen Ein Forschungsschwerpunkt des IEA SHC Task 62 liegt in der Kombination von solarthermischen Kollek- toren mit Technologien zur Abwasseraufbereitung. Dabei wird das Ziel verfolgt, eine innovative und vor allem wirtschaftlich attraktive Gesamtlösung für die Industrie zu schaffen. Der Einsatz von thermisch be- triebenen Trenntechnologien wie der Membrandes- tillation in Kombination mit solarer Prozesswärme stellt eine energetisch und wirtschaftlich vielver- sprechende Alternative zu herkömmlichen elektrisch betriebenen Trenntechnologien (z. B. Mikro-, Ultra-, Nanofiltration, Umkehrosmose) dar. Im Rahmen der Arbeiten des IEA SHC Task 62 wurde eine technische und wirtschaftliche Potenzialabschätzung für den Einsatz solar betriebener Wasseraufbereitung durch- geführt. Ziel war es, neue Umsetzungen zu initiieren und weitere Forschungs- und Entwicklungsfragen zu definieren. In diesem Zusammenhang beschäftige sich der IEA SHC Task 62 schwerpunktmäßig mit dem Anwendungsgebiet der Ammoniumrückgewinnung aus Abwasser mittels Membrandestillation (MD), ein Thema, an dem auch die Forschungsgruppe „Was- ser- und Prozesstechnologien“ von AEE INTEC seit mehreren Jahren forscht. Dabei ist es gelungen, eine Pilotanlage im 24/7-Betrieb an einer kommunalen Kläranlage umzusetzen. Da auf der Verdampfungs- seite der MD-Anlage Temperaturen von 35 bis 40 °C benötigt werden, eignet sich diese Anwendung auch für den Einsatz von Solarenergie. Konzept des Solarreaktors zur Wasserstofferzeugung aus Abwasser Quelle: AEE INTEC Solare Einstrahlung UV Strahlung hv ≥ Eg Produkt z.B. H 2 Abwasser C x H y 0 z + (2x - 2) H 2 0 Optimierte Rheologie Kollektorentwicklung Kollektorentwicklung Effiziente Reaktorsysteme Materialforschung Katalysator Abwasserchemie Alternative Brennstoffe xC0 2 + (2x – z+ y ) H 2 2 –