Das Forschungsquartett – dieses Mal in Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)

PFAS sind allgegenwärtig

Ob in der Outdoor-Jacke, der beschichteten Pfanne oder in Kosmetik – PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen) sind aufgrund ihrer wasser- und fettabweisenden Eigenschaften allgegenwärtig. Doch ihre Stabilität ist gleichzeitig ihr größter Makel: Mikroorganismen können sie nicht abbauen, weshalb sie Jahrzehnte in der Umwelt verbleiben und sich im menschlichen Körper anreichern. Die gesundheitlichen Folgen reichen von einem erhöhten Krebsrisiko bis hin zu einer verminderten Immunantwort bei Impfungen.

Gefahr für Trinkwasser

Insbesondere kurzkettige PFAS haben die Wasserreinigung bislang vor große Schwierigkeiten gestellt, da sie herkömmliche Aktivkohlefilter oft ungehindert passieren. Ein Team um Dr. Anett Georgi und Dr. Katrin McKenzie vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) hat nun ein Verfahren entwickelt, das dieses Problem lösen soll.

Neues Verfahren zerstört PFAS

Im ersten Schritt, der Elektrosorption, werden die negativ geladenen PFAS-Moleküle durch eine geringe elektrische Spannung an ein leitfähiges Aktivkohlevlies gebunden und anschließend in einer hoch konzentrierten Lösung wieder ausgewaschen. Der entscheidende Durchbruch geschieht jedoch im zweiten Schritt, der Elektrooxidation. Hier werden die chemisch extrem stabilen Verbindungen endgültig zerstört.

»An bor-dotierten Diamantelektroden wird das Molekül so von der Kopfgruppe her schrittweise verkürzt, bis am Ende nur noch Kohlendioxid und Fluorid übrig bleibt.«Dr. Anett Georgi, Leiterin der Arbeitsgruppe »Advanced Adsorption und Oxidation« im UFZ-Department Technische Biogeochemie

Dieses Verfahren ist nicht nur gründlicher, sondern auch weitaus nachhaltiger als die bisherigen Filter, da es mit sehr geringer elektrischer Energie betrieben werden kann.

»Das Potenzial, was wir brauchen, ist ganz gering – so um ein Volt. Also reicht eine Photovoltaikanlage, teilweise auch eine Batterie.«Dr. Katrin Mackenzie, Leiterin des UFZ-Departments Technische Biogeochemie

Aktuell suchen die Forscherinnen nach Industriepartnern, um die Technologie für den großflächigen Einsatz in Klärwerken oder zur Grundwassersanierung marktreif zu machen.