En ny generation af membraner kan sikre industrien og verdens befolkning rent vand, samtidig med at vi høster energi ved hjælp af dem. Udvikling og implementering af de nye membraner skal ske i det tværfaglige og internationale projekt Memento med støtte fra Innovationsfonden.
Projektet Memento modtager støtte på 12 mio. kr. fra Innovationsfonden til et fireårigt udviklings- og testarbejde med membraner, der både skal håndtere spildevand og levere energi i form af metangas og strøm.
Forskningen har potentiale til at imødegå den stigende globale efterspørgsel på energi- og vandressourcer, siger projektleder Claus Hélix-Nielsen, lektor ved DTU Miljø. Han uddyber:
”Klimaforandringer, urbanisering og den stigende befolkningstilvækst i tredjeverdenslande øger presset på klodens energi- og vandressourcer. Dertil kommer industriens store efterspørgsel på vand, som indgår i mange produktioner og kræver håndtering af spildevand i store mængder. Det globale marked for teknologiske løsninger, der kan øge energi- og vandeffektiviteten alene i industriproduktionen, er enormt.”
Metan- og strømproduktion
"Klimaforandringer, urbanisering og den stigende befolkningstilvækst i tredjeverdenslande øger presset på klodens energi- og vandressourcer."
Claus Hélix-Nielsen, lektor ved DTU Miljø
Projektet Memento skal dels udvikle en ny generation af de eksisterende aquaporinmembraner, og dels udvikle helt nye membraner med ionkanaler.
De nuværende aquaporinmembraner skal skræddersyes og testes til to former for energiudvinding:
- Ved spildevandshåndtering kan membranerne indgå i et lukket anlæg og ved brug af anaerobe bakterier medvirke til vandresning og produktion af metan. Man opnår således både rent vand og energi. Potentielt kan rensningsanlæggene blive energileverandører i stedet for energiforbrugere.
- Ved at lade en membran adskille stærkt saltholdige opløsninger fra vand med lav saltkoncentration bliver det rene vand suget igennem membranen. Derved opbygges et vandtryk på saltsiden, der kan drive en turbine og dermed producere strøm.
Energi hvor ferskvand møder saltvand
Hvor aquaporinmembranerne er vandgennemtrængelige, skal der i forskningsprojektet udvikles helt nye membraner, som lader ioner passerer i stedet for vand. Ion-membranerne skal testes til at høste strøm, hvor ferskvand møder saltvand.
”Hvis havvand og ferskvand holdes adskilt af to membraner - én som kun tillader passage af positive ioner og en anden kun negative ioner – kan man direkte udnytte den elektriske energi, som er knyttet til ionenes vandring gennem membranen,” forklarer projektleder Claus Hélix-Nielsen.
Teknologien med ionmembranerne har potentiale til at blive fremtidens kraftværker i naturen fx ved floder og åers udløb i havet.