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Nanotechnologie im Umweltschutz

Anwendungsbeispiele

Die Nanotechnologie eröffnet viele Innovationspotenziale im Umweltbereich, ersetzt bekannte Technologien und verbessert Prozesse im Umweltschutz. So wird nanotechnologischen Verfahren zur Wasseraufbereitung und Bodensanierung sowie zur Luftreinhaltung hohe Zukunftschancen eingeräumt. Der Einsatz der Nanotechnologie bei Messtechnik und Sensorik dient der Erfassung von Umweltkontaminationen. Effiziente Verfahren der Energiewandlung, -speicherung, -verteilung und –nutzung insbesondere im Bereich der regenerativen Energieerzeugung eröffnen große Innovationspotentiale.

Folgende Bereiche zur Anwendung der Nanotechnologie und zum Einsatz von Nanomaterialien im Umweltschutz werden in einer Studie des MUNLV Chancen der Nanotechnologie für den Umweltschutz und in der Umwelttechnik und Marktpotenziale für NRW vom Institut für ökologische Wirtschaftsforschung Berlin (IÖW), in Kooperation mit der Universität Bremen und der Universität Dortmund, erarbeitet.

  • Oberflächenbeschichtung

Durch den Einsatz von Nanomaterialien sind viele neue Funktionalitäten bei den Oberflächenbeschichtungen möglich. Es werden zum Beispiel Flächen von Gebäuden oder industrielle Anlagen mit einer „Selbstreinigenden Beschichtung“ belegt, so dass kein Schmutz mehr haften bleibt. Zusätzlich gibt es „Kratzfeste Beschichtungen“, Beschichtungen zum Korrosionsschutz und Anti-Reflex-Beschichtungen.

  • Verbesserung von Werkstoffeigenschaften

Durch den Einsatz von Nanomaterialien werden Wertstoffe mechanisch belastbarer, haben weniger Gewicht und eine bessere Isolierung bei einem geringeren Volumen. Beispielsweise können neue Wärmeisolierungen zur Energieeinsparung beitragen. Dem Einsatz von Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT), die reißfester als Stahl sind und diese Eigenschaft auch auf Trägermaterialien übertragen können, kommt in Zukunft eine große Bedeutung zu.

  • Verbesserung der Effizienz von Filtrations- und Speicherprozessen

Nanotechnologie führt zu einer Optimierung der Wasserversorgung durch Aufbereitung, Filterung und Kontaminationsvermeidung. So zeigen beispielsweise Filtrationsmembrane eine hohe Trennleistung und können bei der Abwasserbehandlung, der Trinkwasseraufbereitung und der Wasserentsalzung eingesetzt werden. Bei der Wasseraufbereitung von Produktionsabwässer werden Nanofilter eingesetzt, die das Wasser enthärten und die Schwermetalle zurückhalten.
Weiterhin wurden spezielle Keramikmembrane für den Einsatz in Lithium-Ionen-Batterien entwickelt, die hierdurch viel höheren Temperaturen standhalten und der erhöhten Energiespeicherung dienen.

  • Verbesserung und Ermöglichung katalytischer Prozesse

Durch Einsatz der Nano-Katalyse werden chemische Prozesse effizienter. Darüber hinaus können weniger umweltfreundliche Katalysatoren ersetzt werden. Der Einsatz von Nanoeisen zur Altlastensanierung ist dabei ein Anwendungsbereich in der Umwelttechnik.