Schneller Schlau, der Wissenspodcast von PM trifft das Helmholtz-Zentrum Herion. Herzlich willkommen bei Herion Academy, dem Spezial von PM Schneller Schlau. Einmal im Monat nehmen wir euch mit in die Welt der Wissenschaft. Direkt aus dem Helmholtz-Zentrum Herion sprechen wir über bahnbrechende Technologie, die unsere Zukunft prägt. Ich bin Svea Eckert, Tech-Journalistin und an meiner Seite ist... Ich bin Thorsten Fischer, Meeresbiologe und leite die Kommunikationsabteilung am Helmholtz-Zentrum Herium. Ich freue mich riesig auf unsere Folge gleich, Thorsten, denn ganz praktisch und auch anfassbar, denn ich werde gerade auf Instagram regelrecht überschwemmt.

Wasserfilter. Ich weiß nicht, Torsten, ob du auf Instagram unterwegs bist, aber so als Frau, der Filter für die Dusche, um die Haare weicher zu machen, der Filter für den Wasserhahn, um Schadstoffe aus dem Trinkwasser zu filtern, der Filter für die Kaffeemaschine und was weiß ich, was nicht alles für Filter und dabei weiß ich ja eigentlich, dass das Trinkwasser in Deutschland eine hohe Qualität hat und trotzdem komme ich ins Nachdenken.

Ja, verstehe ich gut, aber als Biologe denke ich sofort an Mikroorganismen. Ich denke Wir denken an Bakterien, Gieren, Keime. Wir hatten das Thema Ewigkeitschemikalien, die PFAS in einer unserer Sendungen, Schwermetalle. All das klingt im Zusammenhang mit Wasser überhaupt nicht gut, ist aber leider Realität in vielen Gewässern. Aber wie man das dort wieder herauskriegt oder zumindest auch raushalten kann, darüber reden wir heute mit Wolkan Phyllis. Wolkan ist von Haus aus Chemiker, forscht seit über 16 Jahren am Herion an Membranen, die insbesondere der Wasseraufbereitung dienen und er leitet dort die Abteilung Mikroporöse Polymere. Schön, dass du da bist, Wolkan. Ja, vielen Dank. Ich freue mich sehr darauf, dass wir über meine Arbeit und die Arbeit meiner Abteilung heute sprechen können. Auch wenn du nicht überschwemmt wirst, wahrscheinlich auf Instagram von Dusch- und Wasserfiltern. Woher kommt das denn ursprünglich, dass dich Wasser bzw. Sauberes Wasser so fasziniert? Also es sind so zwei Sachen eigentlich. Das eine ist, ohne Wasser ist kein Leben möglich. Für uns ist es selbstverständlich, wir öffnen den Wasserhahn. In einem Industriestadt kommt wirklich sauberes, sehr gutes Trinkwasser aus dem Hahn. Das ist aber in vielen Teilen der Welt leider nicht möglich. Also in vielen Teilen der Welt muss man Wasser aus dem Fluss schöpfen, meistens kontaminiert mit Bakterien, Viren oder Schwermetallen.

Ja, und wenn wir an verschmutztes Wasser denken, dann denken viele vielleicht an so ein trübes Flusswasser oder Abwasser. Darum geht es auch, aber das Besondere bei euch ist, dass es um die eigentlichen Probleme geht, die oft unsichtbar sind, oder? Genau, also trübes Wasser an sich sieht sicherlich erstmal nicht schön aus, aber viel gefährlicher sind eher die kleinen Sachen im Wasser, die man nicht sehen kann. Wie PFAS, wie multiresistente Erreger, wie Schwermetalle, wie Bakterien und Viren.

PFAS hast du gerade schon gesagt, Ewigkeitschemikalien sagt man auch dazu. Warum ist das so ein Problem? Das sind ja Fluor-Verbindungen, Fluor-Kohlenstoff-Verbindungen und diese Kohlenstoff-Fluor-Verbindungen, ich bin ja von Hause aus Chemiker, das ist eine der stabilsten Verbindungen und wenn die einmal in sein Gewässer gelangt, die wird halt nicht in der Natur zersetzt oder von Bakterien angegriffen, die bleiben ewig bestehen. Und können sich dann, wenn wir es über das Trinkwasser aufnehmen, in unserem Körper irgendwie festsetzen oder da gibt es dann eben die Befürchtung, dass es krebserregend sein könnte? Genau, das ist das Problem, dass wir es halt aufnehmen und das sich dann halt mit der Zeit im Körper akkumuliert und ja, der Verdacht besteht halt, dass es dann später Krebs auslösen kann. Ja, manch einer hat es vielleicht im Zusammenhang mit Krankenhäusern schon mal gehört, es gibt auch die sogenannten Multiresistentenkeime.

Ist das auch ein Thema für eure Arbeit, für unser Trinkwasser? Ja, in der Tat, wir beschäftigen uns damit. Wir versuchen uns das genau anzuschauen und Bakterien zurückhalten ist prinzipiell kein Problem mit Membran. Das ist einfach über einen Größenausschuss, Wasser geht durch, die Bakterien sind deutlich größer, die werden zurückgehalten. Aber entscheidend sind halt die DNA-Fragmente, die werden die durchgehen, die sind sehr klein, die können wiederum Multiresistenzen auslösen. Wir versuchen auch die DNA-Fragmente zurückzuhalten oder vielleicht zu zerstören, katalytisch, dass halt im weiteren Prozess keine multiresistenten Keimen entstehen. Ist ein Teil unserer Forschung, damit beschäftigen wir uns. Also wirklich auch die, ich sag mal, kleinsten Teilchen aus dem Wasser zu kriegen oder eben die Frage, wie kriegt man die kleinsten Teilchen auf dem Wasser? Das heißt also, du baust sowas wie ein Sieb? So kann man sich das im Prinzip vorstellen. Nur ein bisschen feiner, aber im Grunde genommen, wenn ich meine Spaghetti zu Hause abgieße, dann bleiben die Spaghetti im Sieb, das Wasser geht durch.

Meistens tut man ja noch Salz hinzu und in dem Fall würde ja auch das Salz mit dem Wasser durchgehen. Wir versuchen halt so kleine Poren zu machen, dass Bakterien und Viren zurückgehalten werden und nur das saubere Wasser durchgeht. Und nur damit die Frage einmal abgeräumt ist, brauche ich den Wasserfilter für meinen Wasserhahn? Vielleicht noch dazu gesagt, ich wohne in Hamburg. Vielen Dank. Also die Trinkwasserqualität in Hamburg ist wirklich, oder in Deutschland ist super gut. Also die Grenzwerte sind sehr, sehr gut. Viel, viel besser, als wenn man Mineralwasser im Supermarkt kauft. Das Leitungswasser ist wirklich bedenkenlos. Im Krankenhaus gibt es ja manchmal so Filter, die noch am Wasserhahn sind. Und wenn es auf einer Station ist, wo immungeschwächte Menschen sind, dann möchte man natürlich noch versuchen, die letztmöglichen Viren, Bakterien abzufangen. Weil das Wasser kommt aus der Kläranlage, das ist super, geht aber halt durch Leitungen durch. Und da kann es was bringen. Aber für gesunde Menschen ist es eigentlich nicht nötig. Die eine Frage noch für meinen Social-Media-Feed. Der Duschfilter für die weichen Haare. Brauche ich den?

Zwischen was? 30 und 300 Euro? Kosten da manche. Ja, also es gibt ja auch diese Filter für Kaffeemaschinen. Ja, schwören Kaffee-Nerds drauf. Genau, die schwören drauf. Im Grunde genommen ist es wissenschaftlich korrekt. Also das ist ja meistens ein Aktivkohle-Ionen-Austauscher, man macht das Wasser weicher, man nimmt auch ein bisschen Chlor raus über die Aktivkohle und den Ionen-Austauscher entfernt man halt ein bisschen Magnesium und Calcium, dadurch wird das Wasser weicher. Ist sicherlich ein kleiner positiver Effekt, aber das Wasser in Deutschland hat schon so wenig Chlor, dass es eigentlich nicht nötig ist. Und ich glaube, dass man diese Filter dann auch nach mindestens vier Wochen mal austauschen sollte, weil die dann anfangen zu keimen oder verkeimen. Also wir haben es zu Hause nicht. Wir haben als Bild jetzt das Spaghetti-Sieb gehabt. Für mich ist immer der Kaffee-Filter morgens einer der praktischsten Membranen überhaupt. Das ist ja auch eine Art Sieb. Und du hast aber gleichzeitig gesagt, es geht bei euch um ganz, ganz kleine, feine Siebe, die sogar in der Lage sind, Keime zu filtern, Salze, Schwermetalle zu filtern. Erklär mir mal so eine Membran. Wie funktioniert die? Es gibt so zwei Prinzipien. Das eine ist wie ein Sieb mit ganz, ganz kleinen Poren, also im Nanometer-Bereich.

Da gehen halt Bakterien und Virien nicht durch oder Mikroplastik. Bestimmte Sachen gehen halt nicht durch, Wasser geht durch. Aber wenn man halt auch wirklich Salz herausholen möchte oder ganz, ganz kleine Substanzen, dann müssen die Poren noch viel kleiner werden. Und manchmal ist es eher so, dass es eine dichte Membran ist, so wie eine Frischhaltefolie kann man sich das vorstellen. Und dann geht man mit ordentlich Druck rauf und dann geht halt Wasser durch, alles andere wird zurückgehalten. Aber es ist nicht nur der Druck, sondern es ist auch so ein Prinzip, das Wasser löst sich ein bisschen in der Membran. Also die Membran quillt ein bisschen an, wird durchgepresst, der Rest bleibt zurück. Das ist aber sehr energieaufwendig. Du hast uns mal eine Aufnahme mitgebracht von so einer Membran.

Also Aufnahme im Sinne von, wahrscheinlich mit einem Mikroskop dargestellt. Mit einem Elektronenmikroskop. Also so, so klein. Auf jeden Fall will ich die Struktur einmal beschreiben. Die sieht nämlich ein bisschen aus wie ein Schwamm. Die sieht aus wie ein Schwamm, das stimmt. Aber entscheidend ist, dass oben die Poren sind. Da sind die Löcher, da findet die Trennung statt. Und die Schwammstruktur darunter ist wie eine Stützstruktur. Also wenn wir die Membran herstellen über einen Phasen-Inversionsprozess, das ist vielleicht gar nicht so wichtig, aber entscheidend ist, dass wir oben die Poren haben und nach unten hin wird die Membran immer schwammiger, also offener, damit da kein Widerstand mehr ist, also damit das Wasser gut durchgehen kann. Aber es ist so eine Art Stützstruktur, um die Membran zu stabilisieren, auch gegen Druck. Du hast gerade schon gesagt, wir bewegen uns hier im Nanobereich. Ich finde das total faszinierend, also wie feinporig, wie klein das alles ist. Vielleicht kann man das irgendwie vergleichen mal mit einem H oder so, also für Leute, die da nicht regelmäßig mitarbeiten. Wie klein ist das denn? Also genau, ein Nanometer ist so ein Milliardstel von Meter, also ein Millionstel von Millimeter, so kann man sich das vielleicht vorstellen. Also ein Millionstel von einem Millimeter, wenn man sich das mal auf dem Lineal anschaut, ein Millimeter und das nochmal in eine Million Stücke einteilt, dann ist man bei einem Nanometer. Und ich glaube, ein H ist so zwischen 20.000 und 50.000 Nanometern zum Beispiel. Wow, also richtig klein, richtig klein.

Ja, und wenn ich an Membran denke, dann denke ich eigentlich an Werkzeuge, die man sieht, die Löcher haben. Aber ihr produziert diese Membran ja hauptsächlich aus Polymeren, das sind Ketten von Molekülen.

Das hat was mit Chemie zu tun. Und wenn ich an Chemie denke, dann denke ich oft an Flüssigkeiten. Also viel instabiler als das klassische Sieb oder eine Frischhaltefolie. Wie schaffen es jetzt diese Polymerketten, Wasser durchzulassen und andere Dinge nicht?

Wir sind ja von Hause aus Chemiker und wir beschäftigen uns auch mit der Synthese von neuen Polymeren. Also wir verwenden Polymere, Kunststoffe, die man kaufen kann, gucken uns die an, ob man daraus eine gute Membran machen kann. Aber unser Vorteil hier am Helmholtz-Zentrum hier ist, dass wir halt auch in der Lage sind, neue Polymere, neue Kunststoffe zu synthetisieren. Also herzustellen. Genau, herzustellen. Es gibt noch eine zweite Art von Membran, die bestehen aus keramischen Filtern. Das ist so Keramik. Das Problem ist, man kennt es, wenn eine Tasse runterfällt, dann zerbricht die relativ schnell.

Die keramischen Membranen haben Vorteile, dass man die bei höheren Temperaturen benutzen kann. Keramische Membranen sind eine Herstellung und wenn man sie später verarbeitet, halt sehr brüchig und sehr spröde und das ist ein Problem. die Polymermembranen sind sehr gut zu handeln später. Die sind weicher, genau. Wir haben einen Prozess, also wir lösen den Kunststoff oder das Polymer, dann wird anschließend das Polymer gefällt. Also es wird ein dünner Film gemacht, dieser dünne Film wird ins Wasserbad gefahren, dann findet so ein Austausch statt. Lösungsmittel geht ins Wasser, das Polymer fällt aus und dabei entstehen diese Poren. Das ist sehr viel Know-how, das haben viele Wissenschaftler sich über Jahre angeeignet und wir versuchen es zu optimieren. Und warum kommt da Wasser durch und andere Dinge nicht? Das habe ich noch nicht so ganz verstanden. Also was ist der Prozess dann? Genau, während des Herstellungsprozesses können wir ein bisschen die Porengröße kontrollieren und über den Kunststoff, den wir hergestellt haben, können wir auch durch die Zusammensetzung, so wie wir es hergestellt haben, können wir die Porengröße einstellen. Und die Poren versuchen wir in dem Bereich zwischen 10 und 20 Nanometern für Ultrafiltrationsmembran einzustellen, sodass halt Bakterien, Viren zurückgehalten werden und Wasser durchgehen kann. Die sind quasi zu groß. Genau. Oder haben die auch eine andere Form? Also ich denke jetzt gerade an diese Kästen für Babys, wo die verschiedene Klötzchen durchstecken und in manche geht es halt rein und in manche nicht. Genau, also es ist erstmal die Größe, das ist entscheidend, aber was wir halt noch machen, ist, dass wir die Oberfläche...

Wir können die hydrophil machen, hydrophob machen, wir können Ladung aufbringen. Also Wasser abweisend oder Wasser anziehend. Genau, wir versuchen schon mit der Oberflächenchemie zu spielen. Es gibt auch Membranen, die wir entwickelt haben, die haben so eine doppelte Funktion. Da gehen Bakterien und Viren nicht durch. Aber gleichzeitig werden Schwermetalle wie Arsenat, Chromat, die so in Ländern, wo viel Textilindustrie ist, wo man halt Farben verwendet, die Schwermetalle enthalten, leider im Trinkwasser enthalten sind. Und dort ist es so, dass zwar diese Schwermetalle klein genug sind, um durch die Poren zu gehen. Aber da haben wir so quasi kleine Magnete. Also es sind keine Magnete, sondern aber so Gruppen, die halt wirklich dafür sorgen, dass die Schwermetalle dann an der Membran adsorbieren. Dafür ist diese Schwammstruktur dann auch ziemlich gut. Weil ein Schwamm etwas aufsaugt und so saugt die Membran dann bestimmte Stoffe, die ihr trennen wollt. Genau, das sind giftige Schwermetalle und die würden wir gerne abtrennen und die können wir raussaugen. Volkan, du hast auch selbst eine Membran entwickelt. Wie bist du drauf gekommen? Und was macht deine Membran anders? Also wir haben in den letzten 16 Jahren einige Membranen entwickelt, aber ich hätte auch sicherlich die eine oder andere gute Idee. Aber im Grunde genommen habe ich wirklich das Glück, eine sehr nette Abteilung zu haben. Und wir haben Wissenschaftler, Doktoranden, Masteranden, Bachelorstudenten.

Techniker, Laboranten, Ingenieure und alle haben wirklich da mitgearbeitet. Also wir haben einige Membranen entwickelt, aber immer im Team. Und ihr dürft die dann auch benennen? Und ihr dürft ihr dann Namen geben oder heißen die ganz langweilig? Meistens ergibt sich der Name aus dem Polymed, das wir hergestellt haben und daraus ergibt sich der Name. Das ist meistens ein wissenschaftlicher Name.

Hat euer Team denn eine Lieblingsmembran, wo du sagst, auf diese Membran sind wir besonders stolz? Ja, wir haben Polyacrylnitril, so Fachbegriff, das ist eine Membran, die wird schon seit sehr, sehr vielen Jahren, also auch wirklich lange vor meiner Zeit verwendet und durch so eine ganz gute Mischung aus. Wir können da sehr viel Chemie dran machen, sehr viel mitmachen. Ist auch ein Polymer, welches wir kaufen können. Also nicht, was wir selber herstellen. Also wir haben wirklich sehr viele Sachen selber synthetisiert. Aber das ist so eine ganz gute Mischung aus gut erhältlich und gut prozessierbar und gut funktionalisierbar. Also der Allrounder unter den Filtermembranen. Wenn man jetzt Wasser durch diese engen Poren pressten will, dann benötigt man ja einen sehr hohen Druck. Starke Pumpen, die viel Energie verbrauchen.

Und ich kann mir vorstellen, Energie ist, war, wird ein Kernproblem sein. Wie geht ihr denn mit dieser Herausforderung um? Also wir haben auch Membranen für die Meerwasserentsalzung. Und das ist ja so eine Umkehrosmose-Membran. Da braucht man wirklich viel Energie und viel Druck. Die Membranen, wo Löcher drin sind, im Ultrafiltrationsbereich, Mikrofiltrationsbereich, da braucht man zum Glück nicht viel Druck. Das ist ja einer der Riesenvorteile von Membranen, dass es ein Prozess ist, der nicht viel Energie braucht. Es wird natürlich ein bisschen anders, wenn ich so eine Art Frischhaltefolie habe, die wirklich dicht ist. Da dürfen keine Salze durchgehen. Da wird natürlich viel Energie benötigt. Wir versuchen auch neue Methoden zu entwickeln, um das ein bisschen zu sparen. Also wir arbeiten an Membranen, die für die Mehrwassensalzung eingesetzt werden.

Ein Problem ist, also wir hatten ja vorhin über PFAS gesprochen am Anfang. Das Problem ist halt, dass einige Membranmaterialien aus PFAS bestehen. Und gerade diese Membranen, die für die Membran-Destillation eingesetzt werden. Das ist so ein Prinzip, man muss das Wasser nicht erhitzen bis 100 Grad, sondern es reicht schon so zwischen 60 und 80 Grad. Dann fängt es an zu verdampfen. Genau, und dann geht reines Wasser durch, durch die Membran und die Salze bleibt zurück. Das ist so das Prinzip, das kennen wir alle von unseren Gore-Tex-Jacken. Wenn es regnet und die Jacke noch neu ist, dann pärlt ja so ein Tropfen wirklich sehr gut ab. Und die Idee ist, Wasser geht nicht durch, aber der Wasserdampf, wenn man schwitzt, geht durch die Membran durch. Das ist das Prinzip der Membran-Destillation. Und diese Jacken und auch diese Membran bestehen halt aus PFAS. Und wir versuchen halt das zu ersetzen, indem wir halt auch neue Polymere synthetisieren, die auch diese gleiche Anwendung haben, aber halt nicht aus PFAS bestehen. Ja und ich glaube es gibt ja verschiedene Techniken, du hast ein paar ja schon genannt, wie man Stoffe voneinander trennen kann. Mal braucht man mehr Druck, mal braucht man weniger Druck und ich fand es eben faszinierend zu hören, wie klein die Stoffe sind und auch wie klein die Poren sind, die ihr synthetisiert, aber gibt es irgendwann einen Punkt, an dem es heißt, Ja, bei aller Technik, da kommt die Physik an Grenzen. Mehr geht nicht, mehr kann man nicht trennen?

Sehr gute Frage. Also im Grunde genommen kann man sehr viel trennen. Die Frage ist, irgendwann lohnt es sich, so viel Energie und Aufwand reinzustecken, um das zu trennen, was man trennen möchte. Also der Energieaufwand, lohnt der sich wirklich so? Das ist die Frage. Im Grunde genommen sind nach wie vor Membranen eine wirklich sehr, sehr gute Methode, um sauberes Wasser herzustellen. In Israel gibt es die größte Entsalzungsanlage auf der Welt Und da wird wirklich jeden Tag 640.000 Kubikmeter sauberes Trinkwasser hergestellt, jeden Tag. Und wenn man sich das so mal vorstellt, wenn man eine normale Badewanne nimmt mit 200 Litern, dann sind das 3,1 Millionen Badewannen täglich, die hergestellt werden. Und das ist sicherlich ein Industrieland, welches die Möglichkeiten hat, über Umkehrosmose sauberes Trinkwasser herzustellen. Aber es lohnt sich. Und trotzdem ist der Energieaufwand, wenn man das vergleichen würde mit einer Destillation oder mit anderen Techniken ist eine Umkehrosmose trotzdem noch nach wie vor deutlich energiegünstiger für sauberes Trinkwasser. Und gibt es denn zum Beispiel auch, wir sprechen viel über Mikroplastik, also eine Möglichkeit, weil Thorsten ja gerade gefragt hat, wann gibt es eine Grenze? Also jetzt zum Beispiel gibt es nicht Möglichkeiten, quasi komplett Mikroplastik rauszufiltern? Mikroplastik rauszufiltern ist gar nicht so schwer. Das ist relativ groß. Man kann da wirklich poröse Membran nehmen, Wasser geht durch, Mikroplastik bleibt zurück. Das geht inzwischen, das ist aber glaube ich das Problem gar nicht mehr Mikroplastik, sondern Nanoplastik. Das ist deutlich kleiner geworden.

Man muss versuchen, Mikro- und Nanoplastik zu reduzieren. Einfach vielleicht weniger Shampoos verwenden, die solche Sachen enthalten. Ich glaube für Membranen ist es keine sinnvolle Aufgabe. In Kläranlagen werden manchmal Membranen eingesetzt, aber wir haben ja auch noch sowas wie Hormone, Arzneimittel, Rückstände. Das sind so spannende Themen, also Mikroplastik. Ist so aus Membran-Sicht nicht so spannend, finde ich, und ich glaube, Nanoplastik könnte interessanter werden. Was ist denn aus Sicht eines Membran-Forschers so die große Challenge? Also wer ist richtig schwer zu stoppen? Wen kann man besonders schwer aufhalten? Reden wir da von Keimen, von Bakterien, Viren? Wo ist wirklich richtig Musik drin aus Sicht der Wissenschaft? Ich glaube, PFAS ist ein spannendes Thema gerade, das beschäftigt sehr, sehr viele Menschen. Und es gibt halt Membranen, die so katalytisch arbeiten und die, PFAS so ein bisschen kaputt machen können und zerkleinern können. Wir haben uns als Abteilung dafür entschieden, nicht an diesem Bereich zu arbeiten, weil ich glaube halt, diese Verbindung Kohlenstoff-Fluhr, die ist halt sehr stabil und was man macht, ist, dass man halt langkettige PFAS noch kleiner macht, aber dadurch noch giftiger. Das bringt dann auch nichts. Das ist so unsere Überlegung in der Abteilung gewesen. Ich glaube halt, die PFAS sind da und man muss schauen, also wir versuchen Membranen in der Ladung zu funktionalisieren und darüber wie so ein Schwamm die PFAS rauszusaugen. Da muss man gucken, was man anschließend mit der Membran macht, ob man dann die zurückspült und die PFAS dann verbrennt oder ob man die irgendwie gesondert aufbewahrt, das weiß ich nicht.

Sondermüll verklappt. Ja, also das ist ja, finde ich, auch noch eine Frage, wenn man jetzt die Möglichkeit hat, giftige Stoffe oder schädliche Stoffe herauszufiltern, was macht man damit? Wie kriegt man die aus dem Filter wieder raus? Tauscht man den Filter einfach aus oder kann man den Filter irgendwie auswaschen? Also gehört der im Prinzip auch noch dazu. Genau, aber nochmal zu der Frage, also ich glaube so Arzneimittelrückstände, multiresistente Keime, das ist schon eine Challenge, weil wenn man sich diese Sachen anschaut, dann braucht man auch eine sehr gute Analytik, um zu gucken, ob man wirklich erfolgreich war oder nicht. Und die Analytik ist sehr aufwendig, da muss man halt mit anderen Gruppen international vielleicht zusammenarbeiten und ich glaube, das ist so eine Challenge für die Zukunft. Was schon etabliert ist, das hast du selbst beschrieben, ist die Meerwasserentsalzung. Und da fiel eben der Begriff der Umkehrosmose. Ich glaube, nicht jeder weiß, was das bedeutet. Und ich glaube, es ist technisch gar nicht so einfach, Salz aus Wasser zu machen.

Herauszuholen. Oder sehe ich das falsch? Was vielleicht wirklich jeder kennt, ist so Kirschen, aufgeplatzte Kirschen. Ich weiß nicht, ob das vielleicht ein Begriff ist, aber wenn es geregnet hat, dann sieht man manchmal an Bäumen so aufgeplatzte Kirschen. Wasser hat ja immer die Tendenz, dahin zu gehen, wo die gelösten Stoffe sind. Und das ist nämlich das Problem. Wenn es regnet und auf den Kirschen ist Wasser, dann diffundiert das Wasser in die Kirsche rein. Das weiß ich auch mal, warum das so ist. Es ist viel Zucker drin und der Druck innen drin wird immer größer und die Kirsche platzt. Also es gibt so einen osmotischen Druck und den muss man halt überwinden. Und das ist schon so bis 80 Bar. Also das ist schon wirklich Wumms dahinter. Da muss man das Wasser wirklich durch die Membran durchdrücken, um gegen diesen osmotischen Druck, also die Tendenz, Wasser geht dahin, wo die gelösten Stoffe sind, dagegen anzuarbeiten. Das heißt, man braucht entsprechende Energie dafür.

Jetzt klingt es logisch, dass Wüstenstaaten oder Regionen das machen, in denen sauberes Wasser nicht ausreicht. Gibt es denn durch Klimawandel oder andere Wasserstress-Szenarien auch die Idee, dass solche Technologie auch für Europa oder auch für Deutschland wichtiger wäre? Ich glaube, im Mittelmeerraum ist es schon für einige Länder sehr wichtig. Also Spanien hat, glaube ich, die größte Meerwasserentsalzungsanlage in Europa. Wie hier in Deutschland, uns geht es noch relativ gut. Also das ist zum Glück so. Die Frage ist halt, wenn Berlin Trinkwasser benötigt, dann sind das wirklich sehr lange Verbindungen hin zur Ostsee oder zur Nordsee. Ob sich das wirklich lohnt, das ist so die Frage. Also ich glaube eher jetzt für die nächsten Jahre in Deutschland wird man es eher nicht benötigen. Wo man es benötigt ist auf Helgoland. Die können halt ihr Wasser selber herstellen. Wäre halt ein Riesenaufwand mit Schiffen Trinkwasser zur Insel zu bringen. Aber ansonsten hier in Deutschland im Moment glaube ich nicht. Wie kommen denn eure Erkenntnisse oder auch diese besonderen Membranen, die ihr entwickelt, in die Region, die sie dringend brauchen? Denn ihr leistet ja wirklich sehr, sehr wichtige Beiträge, um Menschen mit Wasser zu versorgen. Wie kommen eure Technologien bei den Leuten an, die sie benötigen?

Wir haben natürlich internationale Forschungspartner, mit denen wir zusammenarbeiten. Wir hatten mal ein Projekt mit Griechenland, da ging es um Meerwasserentsalzungen mittels Membrandestillation und da war die Idee, dass man auf diesen ganz, ganz vielen kleinen Inseln in der Ägäis, da ist ja auch wirklich Wärme im Überschuss. Dass man da mit einer kleinen Anlage vor Ort wirklich sauberes Trinkwasser herstellen kann, also mehr Wasserentsalzung betreiben kann. Wir haben sicherlich Partner weltweit. Wir haben eine Kooperation mit Mexiko gehabt. Die haben da in einem Fluss, das ist wirklich nicht aufgrund von chemischer Industrie, sondern einfach gegeben durch die Gesteinszusammensetzung ist da sehr viel Arsen enthalten. Und da haben wir uns angeschaut, ob wir mit unseren Membran Arsen rausholen können. Ich mag ihn nochmal ein bisschen weiter raus. Und Volkan, du arbeitest ja nicht nur an Wasserfiltern, sondern am Herion gibt es auch Projekte zu grünem Wasserstoff, zu Brennstoffzellen. Jetzt denkt man vielleicht im ersten Augenblick so Wasserfilter, Brennstoffzelle, zwei komplett unterschiedliche Sachen, aber dem ist nicht so. Da gibt es ja durchaus eine Schnittmenge, an der ihr arbeitet. Genau, also wir hatten ein Projekt in der Vergangenheit, da ging es darum, dass grüner Wasserstoff hergestellt werden sollte mit Meerwasserelektrolyse und dafür muss das Wasser aufgearbeitet werden. Damit haben wir uns beschäftigt und im Moment sind wir im europäischen Projekt. Da geht es um Brennstoffzellen und diese Brennstoffzellen beinhalten eine Membran, die protonleitfähig ist.

Und bis jetzt ist es so, und das hatte ich ja vorhin auch schon gesagt, dieses Material besteht aus einem Polymer, was durchgehend fluoriert ist. Also das ist ein PFAS oder ein PFAS-Polymer. Und unser Beitrag ist, dass wir dieses Polymer durch ein neues Polymer, was wir synthetisieren, ersetzen. Also in dem Sinne machen wir keine richtige Filtration, aber wir stellen neue Membranen her, die protonleitfähig sind und die keine Flur- oder keine PFAS enthalten.

Wenn du dir eine Schlagzeile aussuchen könntest, die man überall liest oder an möglichst vielen Stellen liest und die deine Arbeit oder die vor allen Dingen deines Teams, eures Teams beschreibst, was wäre für dich die richtige Schlagzeile, die zeigt, dass das, was ihr macht, nicht nur in der Wissenschaft ankommt, sondern auch im Alltag der Menschen? Ja, ich würde mich natürlich freuen, wenn die Schlagzeile wir Herion-Membranen werden eingesetzt und helfen vielen Menschen. Das würde mich natürlich persönlich freuen. Ich glaube, die Kunst ist, also das wäre auch so mein Traum, es ist so ein Baukastenprinzip. Vielleicht haben wir hier das Problem mit den PFAS und mit multiresistenten Keimen. In Bangladesch gibt es vielleicht das Problem, dass man Arsenat und Chromat im Trinkwasser hat. Also wenn man so eine multifunktionale Membran hätte, die so ganz, ganz viele Sachen gleichzeitig erledigen kann, wäre so mein Traum, wenn wir das hinkriegen könnten. Die Supermembran. Die Supermembran, ja. Und wir versuchen auch immer so ein bisschen Membran so zu funktionalisieren, dass man sie vielleicht über Licht, über ein Magnetfeld bisschen schaltbar machen kann, dass sich die Eigenschaften verändern. Aber so eine Membran, die halt überall eingesetzt werden kann, weltweit, und die Schlagzeile wäre sicherlich Herion-Membran. Rettet Menschenleben. Ja, das wäre natürlich sehr schön.

Ja, vielen, vielen Dank, Volkan, für den Deep Dive, für den tiefen Einblick in deine Arbeit, aber natürlich auch für die ganzen nutzwertigen Infos für Duschfilter und Wasserfilter. Ich hoffe, ihr konntet damit auch richtig viel anfangen. Und damit sind wir auch schon am Ende unserer Folge der Herion Academy, dem Spezial von PM Schneller Schlau. Und wenn ihr mehr Informationen möchtet, dann schaut vorbei, zum Beispiel auf der Webseite des Herions oder auch auf Instagram oder Facebook oder LinkedIn. Ja, oder schreibt uns gerne einen Kommentar, wie es euch gefallen hat, an presse-at-herion.de. Wir freuen uns immer über Feedback. Wichtig noch, das Helmholtz-Zentrum Herion unterstützt den Podcast PM Herion Academy mit der wissenschaftlichen Recherche und stellt Audiodateien zur Verfügung. Ja, und damit, tschüss, macht's gut, bis zum nächsten Mal. Ciao. Tschüss, vielen Dank. Produktion Martin Putz, Redaktion Christoph Wörle, Mitarbeit Jasmin Ebauer.