Mit heißen Schwämmen gegen Ölteppiche

Elektrisch beheizbarer Mantel aus hauchdünnem Graphen macht zähes und schweres Rohöl dünnflüssiger
Modell der hochporösen Schwammstruktur mit einer heizbaren Hülle aus Graphenoxid
Modell der hochporösen Schwammstruktur mit einer heizbaren Hülle aus Graphenoxid
© Shu-Hong Yu et al., University of Science and Technology of China, Hefei
Hefei (China) - Havariert ein Öltanker, kann das ausgeflossene Rohöl mit Chemikalien oder porösen, schwammartigen Materialien gebunden werden. Doch schweres Rohöl ist zu zähflüssig, um in die Poren der Schwämme einzudringen. Eine Lösung für dieses Problem entwickelten nun chinesische Wissenschaftler. In der Fachzeitschrift „Nature Nanotechnology“ stellen sie einen heizbaren Schwamm vor, den sie mit einem hauchdünnen Mantel aus dem Kohlenstoffmaterial Graphenoxid umhüllt haben. Fließt Strom durch diesen Mantel, heizt er sich stark auf. Dieser Ansatz hat das Potenzial für eine effizientere Säuberung ölverseuchter Gewässer.

„Die Geschwindigkeit, mit der poröses Material zähflüssiges, schweres Rohöl aufnehmen kann, ist sehr begrenzt“, erläutern Shu-Hong Yu und seine Kollegen von der University of Science and Technology of China in Hefei das grundlegende Problem. Daher optimierten sie ölaufsaugende Substanzen wie Mineralwolle oder Melaminharz. Diese Materialien tauchten sie in eine Lösung mit vielen extrem dünnen Flocken aus Graphenoxid. In einer Zentrifuge setzte sich das Graphenoxid auf die filigrane Porenstruktur der schwammartigen Substanzen ab. Nur 45 Mikrogramm Graphenoxid reichten pro Kubikzentimeter aus.

An diesen mit Graphenoxid umhüllten Schwamm legten die Forscher eine elektrische Spannung von bis zu 55 Volt an. Über den elektrischen Widerstand heizte sich die Oberfläche des Schwamms auf etwa 300 Grad Celsius auf. Diesen heißen Schwamm ließen die Forscher auf einer mit zähflüssigem Rohöl bedeckten Wasserschicht schwimmen. Die Hitze senkte die Viskosität des Rohöls deutlich ab, so dass es deutlich dünnflüssiger schnell in die Schwammporen eindringen konnte. Wurde der Stromanschluss gekappt, blieb der Schwamm noch einige Zeit heiß genug, um das aufgefangene Rohöl auswringen zu können.

Diese Kombination aus hochporösen Schwammsubstanzen und hauchdünnem Graphenoxid bietet eine pfiffige Methode, um zähes Rohöl von Wasser zu trennen. Was aber im Labor funktioniert, muss seine Einsatztauglichkeit etwa in einem ölverseuchten See erst unter Beweis stellen. Denn allein mit einer Batterie ließe sich der Schwamm wegen des relativ hohen Stromverbrauchs nicht über Stunden aufheizen und ein Stromanschluss via Kabel wäre aufwendig und störungsempfindlich. Aber für eine effizientere Förderung und Transport von zähflüssigem Rohöl könnten die Heizschwämme neue Impulse liefern.

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