Wasser- und Flüssigkeitsaufbereitung

Die Industrialisierung und die städtebauliche Entwicklung erzeugen täglich große Mengen an häuslichen, städtischen und industriellen Abwässern, die zur Verschmutzung von Wasser, Böden und Luft beitragen. Heute ist ihre Behandlung keine Option mehr: Sie ist eine ökologische, regulatorische und strategische Notwendigkeit.
Dank ihrer multidisziplinären Expertise entwickelt und bietet Materia Nova effiziente, innovative und nachhaltige Lösungen für die Behandlung und Reinigung Ihrer Abwässer.

Unter diesen lassen sich unterscheiden:

1/ Filtration mit biobasierten Membranen:
Materia Nova entwickelt hocheffiziente Filtrationsmembranen mit mikro- und nanoporösen Strukturen auf Basis biobasierter Materialien zur Filtration von Mikroschadstoffen im Wasser, wie Mikro- und Nanoplastik. Diese Membranen können durch Anpassung ihrer Architektur und Oberflächeneigenschaften sowie ihrer Lebensdauer je nach Anwendung moduliert werden.

2/ Photokatalyse-Verfahren:
Materia Nova verfügt über ausgewiesene Expertise in der Synthese von Metalloxiden mit kontrollierter Form, (Nano)struktur und Porosität.
Materia Nova ist in der Lage, durch Verfahren der sanften und nachhaltigen Chemie (wässrige Lösungsmittel) Photokatalysatoren auf Basis von TiO₂ und ZnO zu synthetisieren, die unter Licht (sichtbar oder UV) hochaktiv sind und zur Zersetzung organischer Schadstoffe beitragen. Diese können in Form homogener Filme/Coatings auf unterschiedliche Substrate wie Glas, Quarz, Edelstahl, Aluminium oder Beton aufgebracht werden.

3/ Elektrooxidations-Verfahren:
Materia Nova entwickelt funktionelle Elektrokatalysatoren in Form von strukturierten Materialien auf verschiedenen Skalen, bestehend aus Metalllegierungen oder Metalloxiden. Diese Materialien erfüllen zwei Hauptziele:
• In situ hochreaktive oxidierende Spezies (wie Hydroxylradikale) zu erzeugen, die organische Schadstoffe mineralisieren können;
• Die für die Zersetzung spezifischer Verbindungen (z. B. stickstoffhaltige Abfälle) erforderlichen Oxidationsüberspannungen zu reduzieren und gleichzeitig eine zeitlich stabile katalytische Aktivität und eine Resistenz gegen Elektrodenvergiftung sicherzustellen.

Dieser Ansatz basiert auf drei Hauptachsen:
o Entwurf und Funktionalisierung von Elektroden
Synthese von Elektroden mit hoher aktiver Oberfläche durch elektrochemische Verfahren und Sprühpyrolyse, basierend auf kohlenstoffhaltigen Materialien, Mischmetalloxiden (z. B. Magnéli‑Phase Ti₄O₇) oder Metalllegierungen. Die Materialien werden optimiert, um den Ladungstransfer zu fördern und die katalytische Selektivität zu verbessern.
o Fortgeschrittene elektrochemische Charakterisierung
Vertiefte Untersuchung der elektrochemischen Eigenschaften der Materialien mittels verschiedener Techniken: zyklische Voltammetrie (CV, LSV), elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) und Diffusionsstrommessungen. Diese Analysen ermöglichen es, Beziehungen zwischen Struktur, Aktivität und Stabilität herzustellen.
o Optimierung in elektrochemischen Pilotzellen
Anpassung der Betriebsparameter und Validierung der Leistung in einer elektrochemischen Pilotzelle, um die Effizienz des Verfahrens für Behandlungsanwendungen zu optimieren.

4/ Plasma‑Verfahren:
• Optimierung der Geometrie, Einrichtung des Prüfstands
• Parametrische Optimierung des Plasmas für die Schadstoffreduktion
• Der Einsatz von Plasmatechnologien zur chemischen und biologischen Dekontamination bietet den doppelten Vorteil, organische Schadstoffe und Mikroben gleichzeitig zu zerstören. Plasma kann feste, flüssige oder gasförmige Materialien und große Mengen industrieller Abwässer dekontaminieren und bietet daher große Vorteile (Schnelligkeit, Effizienz und niedrige Kosten).

5/ Bioremediation:
Materia Nova arbeitet insbesondere über ihre Biotech‑Einheit (MaNo‑Biotech) seit vielen Jahren an der Entwicklung biologischer Technologien zur Reduktion von Schadstoffen sowie an der Anpassung, Optimierung und Validierung dieser Technologien je nach Zielmolekülen und Emissionen.
Materia Nova hat zum Beispiel eine mikrobielle Technologie entwickelt, die auf bakteriellen Konsortien basiert, um Metalle zu entfernen und metallische Nanopartikel aus belasteten Standorten zurückzugewinnen, sowie Konsortien aus Bakterien und Pilzen zur Eliminierung polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe.
Die Biotech‑Einheit verfügt außerdem über fortgeschrittene Expertise im Bereich der Mikroorganismen und der von ihnen produzierten Enzyme. Eine Alternative zum Einsatz von Mikroorganismen ist daher die Nutzung von Enzymen. Mehrere mikrobielle Enzyme mit Bioremediationskapazität wurden aus verschiedenen natürlichen Quellen isoliert und charakterisiert.