Fortschrittliche Filtertechnologie für Wasseraufbereitung und industrielle Anwendungen
Im Frühjahr 2026 schloss das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP das europäische Forschungsprojekt Convert2Green erfolgreich ab. Ein zentrales Ergebnis ist die Entwicklung einer innovativen Filtermethode, die auf ultradünnen Polymerschichten basiert und eine hocheffiziente Wasserreinigung ermöglicht. Diese Technologie bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, unter anderem in der Lebensmittelindustrie, der Wasseraufbereitung sowie der Energietechnik.
Projektziel und Netzwerkstruktur
Convert2Green, gefördert im Rahmen von Horizon Europe, hatte das Ziel, ein umfassendes Open Innovation Test Bed (OITB) zu etablieren. Dieses soll Unternehmen den Zugang zu Technologien für klimaneutrale und zirkuläre Materialien erleichtern. Im Verlauf von drei Jahren entstand ein europaweites Innovationsnetzwerk mit 18 Partnern aus Wissenschaft und Industrie aus neun Ländern. Die Infrastruktur unterstützt Materialentwickler dabei, neue Lösungen in Schlüsselbranchen wie Clean Energy, Smart Health und Industrial IoT erfolgreich in den Markt zu integrieren.
Entwicklung der Filtertechnik
Das Fraunhofer FEP trug mit seiner Expertise in der Entwicklung und Skalierung neuartiger Material- und Beschichtungsverfahren maßgeblich zum Projekterfolg bei. In Kooperation mit dem Start-up CNM Technologies GmbH wurde ein Prototyp einer neuartigen Filtertechnik entwickelt. Im Fokus steht eine wenige Nanometer dünne, stark vernetzte Polymerschicht aus Carbon Nanomembranen (CNM) mit herausragenden Filtereigenschaften. Diese Membranstruktur ermöglicht den ungehinderten Durchtritt von Wassermolekülen, während gelöste Ionen, organische Substanzen und andere Moleküle nahezu vollständig zurückgehalten werden.
- Im Labormaßstab wurde eine mindestens fünffach höhere Rückhaltungsleistung von Kochsalz im Vergleich zu herkömmlichen Osmosemembranen bei identischem Wasserdurchfluss nachgewiesen.
- Die Technologie eignet sich besonders für anspruchsvolle Wassertrennungsaufgaben und eröffnet Einsatzmöglichkeiten in der Wasseraufbereitung, Lebensmitteltechnik und Energietechnik.
- Beispielsweise können CNM-Verbundmembranen zur schonenden Konzentration wässriger Lösungen mittels Vorwärtsosmose eingesetzt werden, was Transport- und Lagerkosten reduziert und wertvolle Inhaltsstoffe wie Aromen oder Proteine erhält.
- Im Gegensatz zu thermischen Konzentrationsverfahren bleiben diese Stoffe vor thermischer Belastung geschützt.
- Darüber hinaus ermöglichen die Membranen die Gewinnung von Reinstwasser mittels Niederdruck-Umkehrosmose.
Technologische Weiterentwicklungen
Im weiteren Verlauf optimierten die Forscher des Fraunhofer FEP die Technologie durch die Integration ultradünner Metallschichten mit einer Dicke von wenigen zehn Nanometern. Diese Innovation erweitert die Anwendungsmöglichkeiten erheblich, insbesondere im Bereich miniaturisierter Optik und Sensorik, und bietet europäischen Herstellern neue Chancen für die Entwicklung wettbewerbsfähiger Produkte.
Industrielle Umsetzung und Skalierung
Ein wesentlicher Fortschritt war die erstmalige Umsetzung aller Herstellungsschritte – von der Abscheidung der molekulardünnen Schicht bis zur Vernetzung mittels Elektronenstrahl – in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Dieser Schritt ist entscheidend für die industrielle Skalierung und wirtschaftliche Realisierbarkeit der neuen Filtertechnologie.
Dr. Matthias Fahland, Projektleiter am Fraunhofer FEP, betont: „Convert2Green ermöglichte die Überführung einer vielversprechenden Filtertechnologie vom Labormaßstab in eine industriell relevante Prozessumgebung. Neben dem technologischen Fortschritt wurden Strukturen geschaffen, die eine schnellere Markteinführung zukünftiger Innovationen ermöglichen.“
Nachhaltige Wirkung und zukünftige Kooperationen
Obwohl das Projekt Convert2Green offiziell abgeschlossen ist, bleiben die entwickelten Angebote, Prozesse und Netzwerke weiterhin aktiv. Die Konferenz pro flex 2027, die vom 25. bis 26. Mai 2027 am Fraunhofer FEP in Dresden stattfindet, bietet eine Plattform zur Vertiefung bestehender Partnerschaften und zur Initiierung neuer Kooperationen.
Open Innovation Test Bed und Unterstützung für Unternehmen
Convert2Green hat als Open Innovation Test Bed ein Netzwerk mit gemeinsamen Zugangs- und Unterstützungsstrukturen etabliert, das insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen den Zugang zu Pilotanlagen, Entwicklungs- und Testdienstleistungen sowie spezialisiertem Know-how für klimaneutrale und zirkuläre Materialien erleichtert. Zu den Angeboten zählen:
- Ein gemeinsames Serviceportfolio
- Ein zentraler Zugangspunkt
- Eine mehrsprachige digitale Plattform
- Unterstützung bei Entwicklung und Finanzierung neuer Materiallösungen
Diese Strukturen ermöglichen eine beschleunigte Bewertung, Erprobung und Umsetzung innovativer Ansätze in industrielle Anwendungen.
Projektübersicht Convert2Green
- Name: Convert2Green – Converting Facilities Network for accelerating uptake of climate neutral materials in innovative products
- Fördergeber: European Health and Digital Executive Agency (HADEA)
- Förderkennzeichen: 101092347
- Laufzeit: 01.01.2023 – 31.12.2025
- Partner: Ethnikon Metsovion Polytechnion (Nationale Technische Universität Athen), Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, VTT Ltd, Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología LIN, Textilforschungsinstitut Thüringen Vogtland e.V., Universidad de Burgos, Dignity Idiotiki Kefalaiouchiki Etaireia, Centro Ricerche Fiat S.C.p.A., BioKeralty Research Institute AIE, Enfucell Oy, Stryker Trauma GmbH, POLIVOUGA – Indústria de Plásticos, S.A., AMIRES The Business Innovation Management Institute z.ú., STAM S.r.l., KETMarket GmbH, Inlecom Commercial Pathways Company Limited by Guarantee, Netcompany-Intrasoft S.A.
- Weitere Informationen: www.convert2green.eu
Informationen zur Konferenz pro flex 2027
- Datum: 25. – 26. Mai 2027
- Ort: Fraunhofer FEP, Dresden
- Inhalte: Präsentation aktueller Forschungsergebnisse und deren praktische Umsetzung in der Rolle-zu-Rolle-Verarbeitung und Beschichtung flexibler Materialien
- Schwerpunkte:
- Flexible Photovoltaik
- Verpackung
- Batterietechnologien
- Koreanisch-deutsche Partnerschaft
- Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz
- Multifunktionale Folien und intelligente Oberflächen
- Weitere Informationen: www.fep.fraunhofer.de/proflex
