Ob in Zeltplanen, Bratpfannen, Regenjacken oder Kosmetik: per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen – kurz PFAS – stecken in vielen Gegenständen. Die sogenannten Ewigkeitschemikalien sind beliebt, weil sie beständig sind und hohen funktionellen Ansprüchen gerecht werden. Doch die Beständigkeit der fossil basierten Chemikalien ist nachweislich ein Problem für die Umwelt, da sie in der Natur nicht abgebaut werden. Ein Forschungsteam unter Leitung der Freien Universität (FU) Berlin will nun ein umweltfreundliches Verfahren entwickeln, um PFAS aus kontaminiertem Wasser zu filtern.

Das Projekt „Biogene und zirkuläre Ansätze zur Entfernung von PFAS mit ligninbasierten Adsorbermaterialien“ wird von der VolkswagenStiftung in den kommenden vier Jahren mit insgesamt 1,39 Mio. Euro gefördert. Daran beteiligt sind neben der Freien Universität Berlin, die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) sowie das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP).

Adsorbermaterialien aus biogenen Rohstoffen

Herkömmliche Filtermaterialien bestehen in der Regel aus synthetischen Harzen oder Aktivkohle. Im Fokus des Vorhabens steht daher die Entwicklung von Adsorbermaterialien auf Basis biogener Rohstoffe wie Lignin und Glycerol. Beide Rohstoffe sind Nebenprodukte, die bei der Papier- sowie Biodieselproduktion anfallen. Daraus will das Forschungsteam in den kommenden Jahren sogenannte funktionalisierte Adsorberperlen entwickeln. Dieses Filtermaterial wird speziell gestaltet, damit an der Oberfläche Schadstoffe wie PFAS binden und aus dem belastetem Wasser entfernt werden können.

Zirkulärer Ansatz im Blick

Darüber hinaus verfolgt das Forschungsteam einen zirkulären Ansatz und strebt die Regeneration der Adsorberperlen an. Ziel ist es, PFAS wieder vollständig aus dem Filtermaterial zu entfernen, um es wiederverwenden zu können. „Am Ende ihrer Lebensdauer können die Perlen in der Landwirtschaft zur Wasser- und Nährstoffrückhaltung im Boden genutzt werden“, schreiben die Forschenden.

Forschende der FU Berlin werden unterschiedliche Konzepte der Kombination von Lignin und Glycerol untersuchen, während am Fraunhofer-Institut die Verarbeitung und das Upscaling der biogenen Rohstoffe zu Adsorberperlen im Fokus steht. BAM und FU Berlin sind zudem gemeinsam für die Analytik verantwortlich. Sie untersuchen die Qualität der Rohlignine, die Oberflächenbeschaffenheit, Porosität und das Quellverhalten der fertigen Materialien und testen, wie viel PFAS die Perlen tatsächlich absorbieren können, sowie ihre Rezyklierbarkeit. 

bb