Bio- und Umwelttechnologie dient auch der Gesundheitsforschung. Fraunhofer-Forscher entwickeln Verfahren zur synthetischen Herstellung von Biomolekülen für die Pharma-, Lebensmittel- und chemische Industrie. Sie forschen an Technologien für sauberes Trinkwasser oder prüfen die Toxizität von Schadstoffen, etwa von Nanopartikeln und suchen nach Lösungen, diese in der industriellen Produktion zu ersetzen.
Die Keramik-Membranen des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS erreichen erstmals eine molekulare Trenngrenze von 200 Dalton. Dadurch lassen sich Abwässer noch effizienter reinigen.
Keramik-Membranen des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS.
Wasser ist lebenswichtig – Abwässer müssen daher möglichst effizient gereinigt werden. Möglich machen das keramische Membranen. Forschende vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Hermsdorf konnten die Trenngrenze dieser Membranen nun deutlich herabsetzen und erstmals auch gelöste organische Moleküle mit einer Molaren Masse von nur 200 Dalton zuverlässig abfiltrieren. So lassen sich selbst Industrie-Abwässer effizient reinigen.
Experiment auf der Raumstation ISS
Die Proben von der ISS bildeten nach knapp zwei Wochen Kultur neue Populationen. Die Grünalge (obere zwei Reihen) bildete nach einiger Zeit auch wieder orange-farbene Dauerstadien, während Cyanobakterien (untere zwei Reihen) die typische petrol-farbenen Kolonien heranwachsen ließen.
Mit einem Langzeit-Experiment auf der Raumstation ISS haben Fraunhofer-Forscher getestet, wie Algen auf die extremen Bedingungen im Weltraum reagieren. Der Versuch wurde in enger Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Partnern durchgeführt. Die Ergebnisse könnten nicht nur für industrielle Anwendungen, sondern auch für eine mögliche Mission zum Mars bedeutsam sein.
180-Liter-Reaktormodule der Freilandanlage am Fraunhofer CBP in Leuna.
Seien es Nahrungsergänzungsmittel, Kosmetika oder Biodiesel: Mikroalgen dienen als Ausgangsstoff für viele Substanzen. In einer vollautomatischen Pilotanlage von Fraunhofer in Leuna können sie nun in großem Maßstab produziert werden: Die Algenkonzentration in diesen Reaktoren ist fünfmal so hoch wie in üblichen Modellen.
Industrieabwässer oder Prozesswässer enthalten mitunter organische Bestandteile, die in Kläranlagen nicht entfernt werden können. Das Fraunhofer IGB bietet verschiedene oxidative Verfahren und mobile Anlagen zur Reinigung solchen Wassers an. Fraunhofer-Forscher haben ein Reaktorsystem entwickelt, in dem sich Wasser mit Hilfe von UV-Licht zuverlässig und mit hohem Durchsatz aufbereiten lässt – ohne dass chemische Katalysatoren zugesetzt werden müssen.
In trockenen Gebieten ist aufgrund des geringen Niederschlags und der gleichzeitig hohen Verdunstungsrate eine sichere Trinkwasserversorgung oft eine große Herausforderung. Das Grundwasser ist, soweit vorhanden, meist versalzen und vielfach sinkt der Grundwasserspiegel. Eine nachhaltige Wassergewinnung aus Oberflächengewässern oder Grundwasserquellen ist unter diesen Bedingungen nicht realisierbar. Eine alternative Trinkwasserproduktion, die ohne Zugang zu Oberflächen- oder Grundwasser auskommt, bietet die Gewinnung von Wasser aus Luftfeuchtigkeit. Dazu entwickelt das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB eine Technologie, die auf einem Absorptionsprozess basiert und ausschließlich mit regenerativen Energiequellen betrieben werden kann.
Für Ortschaften, die noch nicht an zentrale Kläranlagen angeschlossen sind, und für Entwicklungs- und Schwellenländer – häufig ohnehin Wassermangelgebiete – untersucht das Fraunhofer IGB ökonomische und ökologische Alternativen zu herkömmlichen Abwasserreinigungssystemen im Projekt DEUS 21 (Dezentrale urbane Wasserinfrastruktursysteme).
Der Bedarf an Nährstoffen ist weltweit gestiegen, aber mineralische Reserven wie Phosphaterze werden knapp. Das Fraunhofer IGB entwickelt Technologien zur Rückgewinnung von Nährstoffen aus Abwasser und organischen Reststoffen wie Klärschlamm, Gülle oder Abfällen der Lebensmittelindustrie. Dabei werden Nährstoffe so ausgefällt oder pelletiert, dass sie direkt als Dünger in der Landwirtschaft zur Verfügung stehen.
Mikroplastik ist im wahrsten Sinne des Wortes in aller Munde. Abrasionspartikel in der Zahnpasta sind nur ein Beispiel für die unterschiedlichsten Anwendungen von Mikroplastik in der Kosmetikindustrie. Doch das Material steht seit einiger Zeit in der Kritik, da es sich in der Umwelt ansammelt und häufig Schadstoffe aufnimmt, die über Umwege auch in den menschlichen Körper gelangen können. Laut IKW, dem Industrieverband Körperpflege- und Waschmittel e. V., möchte die Kosmetikindustrie schon in naher Zukunft auf den Einsatz von Mikroplastik verzichten. Fraunhofer UMSICHT stellt mit einem innovativen Verfahren marktfähige Alternativen her, die Oberhausener Forscher setzen dabei auf natürliche Materialien.
Das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT sammelt im Auftrag des Umweltbundesamtes seit Januar 2012 jährlich an vier Standorten in der Bundesrepublik (Münster, Halle, Ulm, Greifswald) Blut- und Urinproben von jeweils 120 freiwilligen Probandinnen und Probanden für die Umweltprobenbank des Bundes. Die Umweltprobenbank liefert dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) eine wichtige wissenschaftliche Grundlage, um Maßnahmen im Umwelt- und Naturschutz ergreifen und deren Erfolg kontrollieren zu können.
Fraunhofer-Forscher entwickeln Systeme, die eine bessere Raumluft in Gebäuden, Flugzeugen und Autos oder ein optimales Klima in Museen mit empfindlichen Exponaten gewährleisten.
Fraunhofer-Gesellschaft
