Air sangat penting - karena itu, air limbah harus dibersihkan seefisien mungkin. membran keramik membuat ini mungkin. Peneliti dari Institut Fraunhofer untuk Keramik Technologies dan Sistem IKTS di Hermsdorf, Jerman mampu secara signifikan mengurangi batas pemisahan membran ini dan untuk andal menyaring off molekul organik terlarut dengan massa molar hanya 200 Dalton. Bahkan industri air limbah sehingga dapat dibersihkan secara efisien.
Air adalah salah satu fondasi kehidupan. Dalam industri, air adalah suatu keharusan, juga: dalam banyak proses produksi, ia berfungsi sebagai pelarut, deterjen, untuk mendinginkan atau untuk mentransfer panas. Karena semakin banyak air yang dikonsumsi, air limbah harus dirawat dan digunakan kembali. Membran keramik menawarkan cara yang baik untuk melakukan hal ini: karena mereka dipisahkan secara mekanis - mirip dengan penyaring kopi - mereka sangat hemat energi. Namun, metode ini sebelumnya terhenti ketika ukuran molekul 450 Dalton tercapai: molekul yang lebih kecil tidak bisa dipisahkan dengan membran keramik. Menurut para ahli, itu bahkan dianggap tidak mungkin untuk pergi di bawah batas ini.
Molekul kecil seperti 200 Dalton dapat dipisahkan
Dr. Ingolf Voigt, Dr.-Ing. Hannes Richter dan Dipl.-Chem. Petra Puhlfuerss dari IKTS Fraunhofer telah mencapai yang mustahil. "Dengan membran keramik kami, kami telah mencapai, untuk pertama kalinya, batas pemisahan molekul 200 Dalton - dan, dengan demikian, kualitas baru," kata Voigt, Wakil Institute Direktur IKTS dan Site Manager di Hermsdorf.
Tapi bagaimana para peneliti berhasil melakukan hal ini? Dalam perjalanan ke membuat tidak mungkin menjadi mungkin, itu adalah pertama diperlukan untuk mengatasi berbagai kendala. Yang pertama adalah dalam produksi membran itu sendiri: jika molekul kecil seperti itu harus dipisahkan andal, membran yang dibutuhkan yang memiliki pori-pori lebih kecil dari molekul yang akan dipisahkan. Selain itu, semua pori-pori harus menjadi seperti serupa dalam ukuran mungkin, karena pembukaan yang lebih besar tunggal cukup untuk memungkinkan molekul untuk lolos. Tantangannya adalah karena itu untuk menghasilkan pori-pori yang sekecil mungkin, dengan semua dari mereka memiliki kurang lebih ukuran yang sama. "Kami mencapai hasil ini dengan penyulingan teknologi sol-gel," kata Richter, Kepala Departemen di IKTS. Rintangan kedua adalah untuk membuat lapisan membran seperti bebas cacat di atas permukaan yang lebih besar. Para peneliti Fraunhofer telah berhasil melakukan hal ini, juga. "Padahal hanya beberapa sentimeter persegi permukaan biasanya dilapisi, kami dilengkapi sistem percontohan dengan luas membran dari 234 meter persegi, yang berarti bahwa membran kami adalah beberapa besaran yang lebih besar," jelas Puhlfuerss, ilmuwan di IKTS.
Mentransfer dari laboratorium ke dalam praktek
Ditugaskan oleh Shell, sistem percontohan dibangun oleh perusahaan Andreas Junghans - Anlagenbau und Edelstahlbearbeitung GmbH & Co KG di Frankenberg, Jerman dan terletak di Alberta, Kanada. Ada sistem telah berhasil memurnikan air limbah sejak tahun 2016, yang digunakan untuk ekstraksi minyak dari pasir minyak. Para peneliti sedang merencanakan fasilitas produksi awal dengan luas membran lebih dari 5.000 meter persegi.
Membran keramik yang inovatif juga menawarkan keuntungan dalam proses produksi industri: mereka dapat digunakan untuk memurnikan arus parsial langsung dalam proses serta untuk memandu air dibersihkan dalam siklus, yang menghemat air dan energi.
Untuk pengembangan membran nanofiltrasi keramik, Dr. Ingolf Voigt, Dr.-Ing. Hannes Richter dan Dipl.-Chem. Petra Puhlfuerss menerima tahun ini Joseph von Fraunhofer Prize. juri membenarkan penghargaan dengan menyebutkan, antara lain, "pertama-pernah realisasi untuk aplikasi filtrasi dalam kelas bahan ini."
Sumber : https://phys.org/news/2017-05-ceramic-membranes-dissolve-tiny-molecules.html