Duurzaamheid - Wetenschappers van verschillende instituten ontwikkelen een miniatuur ozongenerator voor waterbehandeling voor gebruik in drankautomaten of kleine keuken- en huishoudelijke apparatenTraditioneel wordt water gedesinfecteerd met chloor en UV-stralen.Ozon, dat ook ziektekiemen doodt, wordt tot nu toe alleen gebruikt als oxidatiemiddel in grote waterzuiveringsinstallaties.Ozon opgelost in water heeft duidelijke voordelen bij desinfectie ten opzichte van conventionele methoden zoals chloor of UV-stralen.Het is milieuvriendelijk, actief buiten het punt van oorsprong, heeft slechts een korte verblijftijd in het water en is vervolgens neutraal van smaak, benadrukken de onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Silicon Technology ISIT, die de sensorchip en de elektrodesubstraten bijdragen van de elektrolysecel.Ozon breekt effectief ziektekiemen af ​​vanwege het hoge oxidatiepotentieel door het celmembraan van veel voorkomende pathogenen te desintegreren.Dit proces wordt voornamelijk gebruikt om zwembad- en drinkwater te desinfecteren, maar ook om afvalwater te behandelen.Ozon is nog niet gebruikt om water te desinfecteren in huishoudelijke apparaten zoals ijsmachines, drankautomaten of zelfs douches.Onderzoekers van de Fraunhofer ISIT in Itzehoe, Duitsland en hun partner Go Systemelektronik GmbH uit Kiel, Duitsland willen hier nu samen met CONDIAS GmbH, ook in Itzehoe, verandering in brengen.Als onderdeel van het MIKROOZON-project wordt een geminiaturiseerde ozongenerator met geïntegreerde sensortechnologie en microprocessorgestuurde besturing ontwikkeld.Het project wordt gefinancierd door de Duitse deelstaat Sleeswijk-Holstein en de EU."De compacte ozongenerator kan worden geïntegreerd in apparaten en systemen die regelmatig moeten worden gedesinfecteerd vanwege hygiënevoorschriften", zegt Norman Laske, een wetenschapper bij Fraunhofer ISIT."Het wordt gewoon in de waterleidingen gehaakt en genereert vlak voor gebruik de benodigde hoeveelheid geozoniseerd water door elektrolyse."De ozongenerator is slechts enkele kubieke centimeters groot en bestaat uit verschillende onderdelen: een elektrolysecel, een sensorchip, de elektronica die stroom en spanning regelt en het evaluatiesysteem dat de sensorsignalen uitleest.“Tussen twee elektroden zit een ionengeleidend scheidingsmembraan.Als je spanning over de elektroden zet, wordt water door elektrolyse gesplitst”, legt de onderzoeker uit hoe de generator werkt.“Dankzij een diamantlaag op de elektroden worden eerst hydroxylradicalen gevormd die primair reageren tot ozon (O3), maar ook zuurstof (O2).”CONDIAS GmbH heeft ervaring met de manier waarop elektroden worden gecoat met hun met borium gedoteerde diamantlaag.Chemische dampafzetting is al gebruikt om grootformaat elektroden te coaten voor het desinfecteren van het ballastwater van schepen in hun faciliteiten.De elektroden voor MIKROOZON zijn echter veel kleiner: ze bestaan ​​uit silicium dat wordt doorkruist door fijn geëtste groeven die aan de achterkant uitmonden in smalle spleten.De onderzoekers van het Fraunhofer IST moesten speciaal volgens hun specificaties wafels laten produceren om de nodige precisie bij het etsen te bereiken.Om een ​​ozongenerator te produceren, worden de elektroden paarsgewijs rug aan rug gemonteerd.Daartussen bevindt zich een scheidingsmembraan.Op de kruising met het scheidingsmembraan komen de gassen vrij "en kunnen door de turbulentie van het water efficiënt worden verwijderd en opgelost door de groefachtige structurering", leggen de onderzoekers uit.De in het instituut ontwikkelde sensorchip is uitgerust met drie sensoren die geleidbaarheid, massastroom en temperatuur meten, zeggen ze.Deze parameters zijn nodig om het elektrolyseproces te regelen.Dus, zei hij, de sensoreenheid levert de gegevens om de productie van ozon te regelen, afhankelijk van de waterkwaliteit en -kwantiteit.“Om ervoor te zorgen dat er voldoende ozon beschikbaar is voor wanneer het nodig is, moet de temperatuur worden bewaakt.Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller ozon vervalt”, legt Laske uit.Geleidbaarheid correleert op zijn beurt met de waterhardheid: hoe hoger de waterhardheid, hoe hoger de geleidbaarheid en hoe meer stroom er moet vloeien om het gewenste effect te bereiken, voegt hij eraan toe.Dankzij geïntegreerde meting moet de ozongenerator in de toekomst tot zes liter water per minuut kunnen verwerken.“Momenteel is die gespecificeerd voor 0,5 tot 1,5 liter zonder sensoren.”CONDIAS GmbH brengt de miniatuurgenerator op de markt onder de naam MIKROZON®."Alle partners samen hebben jarenlange expertise van hun respectieve specialiteiten in dit product, dat in grote hoeveelheden kan worden vervaardigd", zegt Volker Hollinder, CEO van CONDIAS GmbH.“De verspreiding van het coronavirus heeft laten zien hoe belangrijk desinfectie is.Het gebruik van chemische desinfectiemiddelen is vaak problematisch omdat er schadelijke resten achterblijven.Maar met elektrochemische ozonproductie worden ziektekiemen geëlimineerd zonder resten van ontsmettingsmiddelen.”Coverfoto: Precies geëtste groeven in siliciumwafels vormen de elektroden van de ozongenerator.© Fraunhofer ISITOok interessant: Verlenging van de levensduur van filtersystemen voor drinkwatervoorzieningInnovation Origins is een onafhankelijk nieuwsplatform met een onconventioneel verdienmodel.We worden gesponsord door bedrijven die onze missie ondersteunen: het verhaal van innovatie verspreiden.Lees verder.Bij Innovation Origins kun je altijd gratis onze artikelen lezen.Dat willen we zo houden.Heb je zo genoten van onze artikelen dat je onze missie wilt steunen?Gebruik dan onderstaande knop:Je moet ingelogd zijn om een ​​reactie te plaatsen.