Efficientemente energetico, rispettoso delle risorse e dell'ambiente: riduzione degli inquinanti senza l'aggiunta di sostanze chimiche

Purificazione dell'acqua con elettrodi di diamante: Dimostrazione della degradazione del colorante tessile blu con elettrodi di diamante. © Fraunhofer IST / Purificazione dell'acqua mediante elettrodi di diamante: Dimostrazione della degradazione del colorante tessile blu con elettrodi di diamante. © Fraunhofer IST

Generatore di ozono mobile a base di elettrodi in diamante per la produzione in loco di acqua ozonizzata. © Fraunhofer IST / Generatore di ozono mobile basato su elettrodi in diamante per la produzione di acqua ozonata sul posto. © Fraunhofer IST

Durante la produzione di alimenti e medicinali, nelle aziende di orticoltura, negli ospedali o anche in ogni abitazione privata – la disinfezione e la riduzione di sostanze inquinanti nell'acqua e sulle superfici svolgono un ruolo importante in molti settori applicativi. Tuttavia, in tutte queste applicazioni si dovrebbe cercare di evitare l'uso di sostanze chimiche. Ciò è reso possibile, ad esempio, attraverso un trattamento con acqua ozonizzata prodotta elettrochimicamente, un procedimento che da molti anni viene studiato e sviluppato presso il Fraunhofer IST.

Agenti ossidanti forti come ad esempio l'ozono o il perossido di idrogeno non solo possono ridurre significativamente o eliminare completamente le varie sostanze inquinanti, ma sono anche adatti per uccidere germi, alghe indesiderate o funghi in concentrazioni appropriate. Presso il Fraunhofer IST vengono sviluppati processi elettrochimici con cui tali potenti agenti ossidanti possono essere prodotti direttamente dall'acqua. Come materiale per gli elettrodi si utilizza il diamante. Gli elettrodi in diamante si distinguono, tra l'altro, per un'elevata stabilità elettrochimica, cioè si possono applicare tensioni particolarmente elevate sugli elettrodi senza che l'acqua si decomponda in idrogeno e ossigeno. Ciò consente una produzione rapida, efficiente dal punto di vista energetico e rispettosa delle risorse e dell'ambiente di acqua ozonizzata. Non è più necessario aggiungere sostanze chimiche per ridurre le sostanze inquinanti.

Un'altra caratteristica speciale è che le celle elettrochimiche possono essere ottimizzate in modo da adattarsi alle condizioni specifiche in relazione al luogo e al tipo di utilizzo. Per questo motivo, presso il Fraunhofer IST vengono sviluppate geometrie di elettrodi specifiche in base al caso d'uso, rivestite con tecnologie di rivestimento altamente produttive con diverse modifiche del diamante. Il sistema di disinfezione è adatto sia per i mezzi acquosi, in cui la pulizia avviene durante il passaggio, sia per le superfici trattate con un nebulizzatore.

All'IFAT 2022, dal 30 maggio al 3 giugno 2022, il Fraunhofer IST ha presentato, nell'ambito di uno stand congiunto dell'alleanza Fraunhofer SysWasser, l'impianto a base di elettrodi in diamante «DiaDis» per la produzione di acqua ozonizzata. L'impianto è mobile e può essere utilizzato direttamente sul posto, dove è necessario ridurre le sostanze inquinanti senza l'uso di sostanze chimiche aggiuntive, ad esempio nelle condotte di acqua potabile e reflua, per la riduzione di microinquinanti o germi, o in sistemi di acqua pura, raffreddamento e umidificazione o impianti di lavorazione alimentare per prevenire la formazione di biofilm. In fiera, i visitatori avranno l'opportunità di vedere il funzionamento dell'impianto «DiaDis» durante la produzione di acqua ozonizzata.