Das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP hat im Frühjahr 2026 das europäische Projekt Convert2Green abgeschlossen. Ein zentrales Ergebnis ist eine neuartige Filtertechnik auf Basis ultradünner Polymerschichten, die Wasser hocheffizient reinigen kann. Vorgestellt wird das Verfahren auf der pro flex 2027, die vom 25. bis 26. Mai 2027 in Dresden stattfindet.
CNM-Verbundmembranen für Wassertrennung
Im Rahmen des von Horizon Europe geförderten Projekts wurde ein Open Innovation Test Bed aufgebaut, das Unternehmen den Zugang zu Technologien für klimaneutrale und kreislauffähige Materialien erleichtern soll. An dem dreijährigen Projekt waren 18 Partner aus Wissenschaft und Industrie aus neun Ländern beteiligt. Das Netzwerk unterstützt Materialentwickler dabei, neue Lösungen entlang von Wertschöpfungsketten wie Clean Energy, Smart Health oder Industrial IoT in den Markt zu integrieren.
Fraunhofer FEP brachte seine Kompetenzen in der Entwicklung und Skalierung neuartiger Material- und Beschichtungsverfahren ein. Gemeinsam mit der CNM Technologies GmbH entstand in der letzten Projektphase ein Prototyp für eine Filtertechnik, deren Kern eine nur wenige Nanometer dicke, stark vernetzte Polymerschicht aus Carbon Nanomembranen ist. Diese Membran lässt Wassermoleküle leicht passieren, während gelöste Ionen, organische Stoffe und andere Moleküle nahezu komplett zurückgehalten werden. Im Labormaßstab wurde gegenüber konventionellen Osmosemembranen eine mindestens fünffach verbesserte Rückhaltungsleistung für Kochsalz bei gleichen Wasserflüssen nachgewiesen.
Als Einsatzfelder nennt das Institut die Wasseraufbereitung, die Lebensmitteltechnologie und die Energietechnik. CNM-Verbundmembranen können beispielsweise zur schonenden Konzentration wässriger Lösungen mittels Vorwärtsosmose eingesetzt werden. Dadurch lassen sich wertvolle Inhaltsstoffe wie Aromen oder Proteine für die Lebensmittelproduktion gewinnen, ohne sie hohen Temperaturen auszusetzen. Zudem ist die Bereitstellung von Reinstwasser mittels Niederdruck-Umkehrosmose möglich.
Rolle-zu-Rolle-Verfahren für die Skalierung
In einem weiteren Entwicklungsschritt integrierten die Forscher zusätzliche Metallschichten und stellten ultradünne Metallfolien mit einer Dicke von wenigen 10 Nanometern her. Das erweitert die Anwendungsmöglichkeiten insbesondere für miniaturisierte Optik und Sensorik.
Als Meilenstein bezeichnet Fraunhofer FEP die erstmalige Implementierung aller Herstellungsschritte in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Verfahren – von der Abscheidung einer molekular-dünnen Schicht bis zu deren Vernetzung mittels Elektronenstrahl. „Mit Convert2Green ist es uns gelungen, eine vielversprechende Filtertechnologie aus dem Labormaßstab in eine industriell relevante Prozessumgebung zu überführen“, erklärt Dr. Matthias Fahland, Projektleiter am Fraunhofer FEP. „Entscheidend ist dabei nicht nur das technologische Ergebnis selbst, sondern auch, dass wir im Projekt Strukturen aufgebaut haben, mit denen sich solche Innovationen künftig schneller in marktfähige Anwendungen überführen lassen.“
Convert2Green lief vom 1. Januar 2023 bis zum 31. Dezember 2025 und wurde von der European Health and Digital Executive Agency (HADEA) unter dem Förderkennzeichen 101092347 gefördert. Die im Projekt aufgebauten Zugangs- und Unterstützungsstrukturen sollen Unternehmen, insbesondere kleinen und mittleren, den Zugang zu Pilotanlagen, Entwicklungs- und Testdienstleistungen sowie spezialisiertem Know-how erleichtern.