Wasserdesinfektion mit neuartigem Mini-Ozongenerator

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Wasser wird seit langem mit Chlor und UV-Strahlen desinfiziert, aber auch Ozon tötet Keime ab. Bislang wird Ozon als Oxidationsmittel bei grossen Wasseraufbereitungsanlagen eingesetzt. Ein Projektkonsortium entwickelt nun einen miniaturisierten Ozongenerator für zum Beispiel Getränkeautomaten oder Kleingeräte mit Komponenten vom Fraunhofer-Institut.

Bei der Desinfektion ist in Wasser gelöstes Ozon gegenüber herkömmlichen Methoden wie Chlor oder UV-Strahlen klar im Vorteil: Es ist umweltfreundlich, über den Ort der Entstehung hinaus aktiv, hat nur eine geringe Verweilzeit im Wasser und ist anschliessend geschmacksneutral. Aufgrund seines hohen Oxidationspotenzials baut Ozon Keime effektiv ab, da es den Zerfall der Zellmembran von häufig vorkommenden Krankheitserregern verursacht. Hauptanwendungsgebiete hierzulande sind die Desinfektion von Schwimmbeckenwasser und Trinkwasser, aber auch in der Abwasserreinigung wird das Verfahren genutzt.

In Haushaltsgeräten wie Eiswürfelmaschinen oder Getränkeautomaten ist der Einsatz von Ozon zur Wasserdesinfektion noch nicht üblich. Im Verbund mit der CONDIAS GmbH, die seit 2001 als Ausgründung des Fraunhofer-Instituts tätig ist, wollen Forscher des Fraunhofer ISIT und ihr Partner Go Systemelektronik GmbH dies nun ändern: Im Projekt MIKROOZON entsteht ein miniaturisierter Ozongenerator mit integrierter Sensorik und mikroprozessorbasierter Steuerung.

"Der kompakte Ozongenerator lässt sich in Geräte und Systeme integrieren, die aufgrund von Hygienevorschriften regelmässig desinfiziert werden müssen. Er wird einfach in die Wasserleitungen eingeklinkt und erzeugt durch Elektrolyse unmittelbar vor Gebrauch die benötigte Menge ozonisiertes Wasser", sagt Norman Laske, Wissenschaftler am Fraunhofer ISIT.

Der wenige Kubikzentimeter grosse Ozongenerator setzt sich zusammen aus einer Elektrolysezelle, einem Sensorchip, der Elektronik, die Strom und Spannung regelt, und der Auswertung, die die Sensorsignale ausliest. Wie die Elektroden mit ihrer bordotierten Diamantschicht belegt werden, ist das Know-how, das der CONDIAS GmbH ihren Namen gegeben hat. Damit aus den Elektroden ein Ozongenerator wird, werden sie paarweise Rücken an Rücken montiert, dazwischen befindet sich eine Separatormembran. Die Gase werden an dem Übergang zur Separatormembran freigesetzt und können durch die grabenförmige Strukturierung aufgrund der Verwirbelung des Wassers effizient abtransportiert und gelöst werden.

Der am Institut entwickelte Sensorchip ist mit drei Sensoren ausgestattet, die die Leitfähigkeit, den Massenfluss und die Temperatur messen. Diese Parameter sind erforderlich, um den Elektrolyseprozess zu regeln. Die Sensoreinheit liefert somit die Daten, um die Produktion des Ozons abhängig von der Wasserqualität und -menge zu steuern.

Die Leitfähigkeit wiederum korreliert mit der Wasserhärte. Die CONDIAS GmbH vertreibt den Miniaturgenerator unter dem Namen MIKROZON®.

Dazu Volker Hollinder, CEO der CONDIAS GmbH. "Die Ausbreitung des Coronavirus hat gezeigt, wie wichtig Desinfektion ist. Oft ist der Einsatz von chemischen Desinfektionsmitteln problematisch, weil schädliche Rückstände verbleiben. Durch eine elektrochemische Ozonproduktion werden Keime eliminiert. Es gibt keine Rückstände von Desinfektionsmitteln." 

Weitere Informationen: www.fraunhofer.de

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Datum: 24. - 27. Oktober 2023

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Datum: November 2023

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Bezugsquellenverzeichnis