Mixed-Matrix-Membranen

Mixed-Matrix-Membranen (MMM) werden aus Hybridmaterialien hergestellt. Diese besitzen definierte interne Grenzflächen, die sich wiederum durch diskontinuierlich verändernde Materialeigenschaften auszeichnen. Wir arbeiten sowohl mit organisch-organischen als auch mit organisch-anorganischen Verbundwerkstoffen, wo das Membranpolymer oft mit Partikeln oder Fasern gefüllt ist. Die zweite Phase kann die Membraneigenschaften wie Permeabilität und Selektivität verbessern, völlig neue Funktionalitäten hinzufügen oder das Quellverhalten oder die Gesamtstabilität verbessern.

Im Falle von organisch-organischem MMM verwenden wir oft selbst hergestellte polymere Sub-Mikron-Partikel, die mit einer breiten Palette unterschiedlicher Oberflächenfunktionen verfügbar sind. Diese Partikel sind vollständig kompatibel zum Phaseninversionsverfahren und die resultierenden Membranen können als selektive Membranadsorber eingesetzt werden.

Die eingesetzten anorganischen Partikel sind frei im Handel erhältlich oder werden am Fraunhofer IGB mithilfe von Präzipitationsverfahren oder chemische Sol-Gel-Verfahren gebildet. Durch die weitere Modifikation der anorganischen Phase mittels Silanen, die funktionelle Gruppen tragen, können maßgeschneiderte Membranen für verschiedene Anwendungsarten (z. B. Brennstoffzellen) hergestellt werden.

Unsere Forschung

Membranadsorber

Kombinierte Filtration und Adsoption für das Downstream Processing in der Biotechnologie und für die Wasseraufbereitung.

Membranen für Direkt-Ethanol-Brennstoffzellen

Das Fraunhofer IGB entwickelt innovative Membranen für die elektrokatalytische Konversion von Ethanol in Direkt-Ethanol-Brennstoffzellen.

Referenzprojekte

MAVO MEGA – Funktionale Membranen für die sichere, energieeffiziente Gastrennung

Der industrielle Einsatz technischer Membranen ist bisher überwiegend auf die Flüssigfiltration und weniger auf die Gastrennung ausgelegt. Im Projekt MEGA wurden am Fraunhofer IGB in Kooperation mit drei weiteren Fraunhofer‑Instituten Mixed‑Matrix‑Membranen entwickelt, die aufgrund verbesserter Trenneigenschaften im Vergleich zu reinen Polymerbeschichtungen ein großes Potenzial für die Gastrennung besitzen.