Das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig ist ein innovativer Partner für Forschung und Entwicklung in der Oberflächentechnik mit Kompetenzen in den zugehörigen Produkt- und Produktionssystemen. Ziel ist es, maßgeschneiderte Lösungen zu erarbeiten – vom Prototyp über wirtschaftliche Produktionsszenarien bis hin zur Skalierung auf industrielle Maßstäbe, und dies auch unter Maßgabe geschlossener Material- und Stoffkreisläufe. Dazu verfügt das Institut über ein breites Spektrum an Verfahren und Schichtwerkstoffen, die durch eine sehr gut ausgestattete Analytik und umfangreiche Erfahrungen in der Modellierung und Simulation ergänzt werden.

Im Bereich der Wasserbehandlung werden am Fraunhofer IST insbesondere die elektrochemischen Eigenschaften der sogenannten Diamantelektrode zur Wasserdesinfektion bzw.-reinigung eingesetzt, um auch schwer abbaubare, persistente Schadstoffe vollständig zu oxidieren. Die Technologie basiert auf der hohen Überspannung von leitfähigem Diamant in Wasser und der damit möglichen Erzeugung hochreaktiver Oxidationsmittel wie z.B. OH˙-Radikale direkt im Wasser. Dadurch werden zusätzliche Chemikalien zum Abbau von Schadstoffe und zur Abtötung von Keimen überflüssig. Darüber hinaus werden für den Betrieb der Diamantelektroden nur geringe Energiemengen benötigt. Daher eignen sie sich nicht nur zur Entkeimung hochreiner Produktionswässer in der Produktion, sondern auch zur Wasseraufbereitung in Gebieten mit autarker regenerativer Energieversorgung.

Parallel hierzu nutzt das Fraunhofer IST das Prinzip der photokatalytischen Wasserreinigung. Hierbei werden mittels Absorption von Photonen Elektron-Loch-Paare generiert an der Oberfläche der Katalysatoren gebildet, die für Reduktions- bzw. Oxidationsreaktionen zur Verfügung stehen. So kann der photokatalytische Prozess nicht nur zur Reinigung eingesetzt werden, sondern erlaubt unter bestimmten Voraussetzungen auch die umweltfreundliche Gewinnung von Wasserstoff. Die Photokatalyse verzichtet dabei grundsätzlich auf zusätzliche chemische Substanzen und zählt somit zu den umweltfreundlichsten und nachhaltigsten verfügbaren Technologien im Bereich der Wasserreinigung.