Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Anthropogene Mikroschadstoffe im Wasserkreislauf und deren Abbau rücken verstärkt in das wissenschaftliche und gesellschaftliche Interesse. Bisherige Ansätze verfolgen einen Trial-and-Error-Ansatz, um Mikroschadstoffe schnell und effizient zu entfernen. Das Fraunhofer IKTS koppelt dagegen die chemische Struktur des Mikroschadstoffs (Strukturformel oder spezifische Molekülstrukturen bzw. funktionelle Gruppen) und das jeweilige standardisierte Abbauverfahren mit einem prädiktiven Modell. Somit ist es möglich, die Abbaugeschwindigkeit und den Abbaugrad von Mikroschadstoffen vorherzusagen. Dazu werden Strukturelemente und molekulare Deskriptoren, die das Molekül beschreiben, über Methoden der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens mit dem real gemessenen, chemischen Verhalten und der Reaktionskinetik einer großen Zahl von real gemessenen Proben (Testdatensatz) verknüpft.
Mit Hilfe eines solchen universalen, prädiktiven Modells kann auch das Abbauverhalten neuer, noch unbekannter Substanzen prognostiziert und optimierte Betriebsparameter für AOP-Prozesse zur Abwasseraufbereitung ermittelt werden. Mit solchen Modellen und Daten können zudem Auslegungskriterien für die bereitzustellenden Reaktoren erarbeitet werden. Darüber hinaus erlaubt das Modell – beispielsweise Umweltbehörden – Alternativen für bisher eingesetzte Chemikalien zu empfehlen, die unter den regional vorherrschenden Reinigungstechniken zu geringeren Umweltauswirkungen führen. Eine entsprechende High-Throughput-Anlage zur Erzeugung entsprechender großer Datenmengen steht ebenfalls zur Verfügung.
Leistungsangebot
- Untersuchung des Abbauverhaltens von Mikroschadstoffen, auch von neuen, unbekannten Substanzen
- Modellierung von Abbaugeschwindigkeit und Abbaugrad von Mikroschadstoffen
- Bestimmung von Betriebsparametern für AOP-Prozesse zur Abwasseraufbereitung
- Auslegung von AOP-Reaktoren
- Betrieb einer High-Throughput-Anlage zur Erzeugung entsprechend großer Datenmengen
