Das Team hinter Cleanit® EC
Patente Köpfe

Das Reinigungspotenzial von Metallpulver profitabel nutzen

Ein kleines Höganäs Team hat mit Cleanit® EC eine neue Methode zur Aufbereitung von industriellem Abwasser entwickelt. Die Forscher verwendeten dazu eine selten verwendete Technologie namens Elektrokoagulation und untersuchten, wie Metallpulver deren Nutzwert verbessert.

„Ehe ich zu Höganäs kam, wusste ich nicht einmal, dass es pulverisierte Metalle gibt“, gesteht Madan Tandukar. Er entwickelte gemeinsam mit Kyle Unger und Paul Endler die patentierte Cleanit EC-Technologie. „Und nun sollten wir verschiedene Methoden zur Nutzung pulverisierter Metalle für die Abwasseraufbereitung ausarbeiten.“

Nach umfassenden Recherchen zum Stand von Literatur und Forschung stieß Madan Tandukar auf die Elektrokoagulation. Das Konzept war ihm noch aus seiner Studienzeit vertraut, er hatte der Methode seither aber keine weitere Beachtung geschenkt. „Die Elektrokoagulation war jahrzehntelang im Gespräch und das Leistungspotenzial dieses Verfahrens war auch sehr gut“, erinnert sich Tandukar. „In der Vergangenheit war es jedoch wegen des enorm hohen Stromverbrauchs für die Abwasseraufbereitung wirtschaftlich uninteressant.“

Mittlerweile waren Tandukar und sein Team besser mit den Pulvern und Produktionsverfahren von Höganäs vertraut. So kamen sie auf die Idee, die für die Elektrokoagulation verwendeten Elektroden nicht aus herkömmlichem Metallblech herzustellen, sondern aus Metallpulvern. „Um das Konzept zu prüfen, habe ich anfangs einfach ungepresstes Pulver in kleine Kunststoffbehälter gesteckt und diese Behälter als Elektroden verwendet“, erklärt Tandukar. „Daraus entstand unser Prototyp und er hat tatsächlich funktioniert. Nun waren wir so weit, unser Konzept im Labor für Qualitätskontrolle von Höganäs vorzustellen. Die Kollegen dort halfen uns, einige Metallpulver zu Stabelektroden zu pressen.“

Schon bald liefen Pilotstudien in Brasilien und den Vereinigten Staaten. Die Ergebnisse waren anfangs jedoch nicht sehr vielversprechend. Durch ständige Verfeinerung des Aufbaus und Optimierung der Prozesse gelang es den Dreien schließlich, die Effektivität der Technologie beim Entfernen von Schmutz zu bewahren und gleichzeitig den Energieverbrauch zu reduzieren.

„Das hat natürlich einige Zeit gedauert“, sagt Kyle Unger. „Unser erster Aufbau war nicht sonderlich effizient und verbrauchte deutlich mehr Strom, als uns recht war. Nach einigen Versuchen aber konnten wir die Zellen so aufbauen, dass sie funktionierten und trotzdem viel weniger Strom benötigten.“

Die neuen Elektroden aus Metallpulver waren aber mit weiteren Einschränkungen verbunden, für die das Team noch Lösungen finden musste. Erstens war die maximale Größe der Elektroden im Vergleich zu herkömmlichen Elektroden begrenzt. Die Lösung bestand darin, eine Zelle mit mehreren Elektroden zu bestücken, die gemeinsam agieren und auf diese Weise den Größennachteil kompensieren konnten. Diese Bauweise verlängerte nicht nur die Lebensdauer der Elektroden, sondern erleichterte auch die Wartung – beides entscheidende Kriterien für die Praxistauglichkeit der Technologie.

„Die Vorteile des niedrigeren Stromverbrauchs wollten wir nicht in anderen Bereichen wieder aufs Spiel setzen, beispielsweise durch höhere Kosten für Service und Wartung“, erinnert sich Paul Endler. „Aus diesem Grunde haben wir eine Menge ingenieurtechnische Arbeit investiert, um sicherzustellen, dass unsere Elektroden aus Metallpulver die gleiche Lebensdauer wie herkömmliche Elektroden besitzen.“

Im Jahr 2013 erfolgte eine Patentanmeldung und 2015 war das Endprodukt mit dem Handelsnamen Cleanit EC marktreif. Es konnte weitaus effizienter als jedes andere im Handel erhältliche System hohe Konzentrationen von Verunreinigungen aus Abwasser extrahieren. Darüber hinaus war es mit Blick auf Investitionen und Betriebskosten zudem kostengünstiger als die Produkte von Wettbewerbern.

„Durch unsere neuen Elektroden aus Metallpulver konnten wir damals die Elektrokoagulation erneut im Markt etablieren“, sagt Madan Tandukar. „Heute ist diese Technologie sogar noch effizienter, kostengünstiger und nachhaltiger.“