BUSINESS WIRE: Das neu entwickelte Material von Nippon Shokubai trug zur erfolgreichen Demonstration der bahnbrechenden Anlage zur Entsalzung von erneuerbarem Meerwasser auf Hawaii bei

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OSAKA, Japan --(BUSINESS WIRE)-- 18.03.2024 --

NIPPON SHOKUBAI CO., LTD. (Hauptsitz: Osaka, Japan, Präsident: Kazuhiro Noda, im Folgenden „Nippon Shokubai') (TOKYO:4114) hat sich mit Trevi Systems Inc. (Hauptsitz: Kalifornien, USA, CEO: John Webley, nachstehend „Trevi Systems' *1) bei der Entwicklung der Entnahmelösung („Draw-Solution“) als Schlüsselkomponente im Vorwärtsosmose-System („Forward Osmosis“, nachstehend „FO') zusammengetan, einem System der nächsten Generation zur Meerwasserentsalzung und Wasseraufbereitung. Mit einem Zuschuss des US-Energieministeriums in Höhe von 4 Mio. USD begann Trevi Systems im Juni 2022 (*2) ein groß angelegtes Projekt zur Demonstration der Produktion von Süßwasser mit einem Volumen von 500 m³ pro Tag aus Meerwasser unter Verwendung der gemeinsam entwickelten Draw-Solution auf den Inseln von Hawaii und schloss die Datenerfassung im September 2023 ab.

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In den letzten Jahren ist die Wasserknappheit zu einem ernsten Problem in der Welt geworden, und die Umkehrosmose (im Folgenden „RO') ist in der Meerwasserentsalzung für die landwirtschaftliche Nutzung, die Trinkwassernutzung und die Aufbereitung von Industriewasser weit verbreitet. Bei der Umkehrosmose handelt es sich um eine Technologie, bei der Meerwasser oder Abwasser unter Druck über eine Umkehrosmosemembran geleitet wird, um Salze (z. B. NaCl) und Verunreinigungen zu entfernen. Dieses System ermöglicht zwar die Gewinnung von qualitativ hochwertigem Wasser, aber der hohe Stromverbrauch der Druckpumpe ist ein Problem (Abbildung 1).

Inzwischen wird das FO-System als Mittel zur Lösung dieses Problems in Betracht gezogen. Das FO-System nutzt die Osmose, einen natürlichen Prozess, bei dem Flüssigkeiten unterschiedlicher Konzentration durch eine halbdurchlässige Membran getrennt werden und das Wasser durch den Osmoseprozess von der Lösung mit niedrigerer Konzentration in die mit höherer Konzentration fließt. Bei der Meerwasserentsalzung nutzt das FO-System den Unterschied in der Konzentration der gelösten Stoffe im Meerwasser und in der Draw-Solution sowie den natürlichen osmotischen Druck, der durch die Draw-Solution auf einer Seite der FO-Membran (einer halbdurchlässigen Membran) entsteht, um frisches Wasser aus dem Meerwasser in die Draw-Solution zu ziehen bzw. zu transportieren, wobei alles unter niedrigen Druck- und Energiebedingungen abläuft (Abbildung 1). Nippon Shokubai und Trevi Systems haben die Draw-Solution so entwickelt, dass sie mit Hilfe von Wärme geringer Qualität vom zurückgewonnenen Wasser getrennt werden kann (Bild 1).

Trevi Systems ist ein Unternehmen in den Vereinigten Staaten, das 2010 gegründet wurde. Schlüsselelemente des FO-Systems von Trevi Systems sind die Verwendung einer retrograden thermolytischen Entnahmelösung (Draw-Solution) und das Recycling der gelösten Stoffe, Draw-Solute, zurück zur FO-Membran (Abbildung 2). Trevi Systems führte 2016 im Nahen Osten (VAE) einen Pilotversuch durch, um die Produktion von Süßwasser mit einem Volumen von 50 m³ pro Tag aus Meerwasser zu demonstrieren. Dabei wurde bestätigt, dass der Einsatz des FO-Systems den Stromverbrauch im Vergleich zum RO-System auf etwa ein Drittel reduzieren konnte.

Für eine breite Nutzung des LWL-Systems in vollem Umfang ist jedoch eine Verbesserung der Wasserproduktion erforderlich, und die Verbesserung der Funktion der Draw-Solution als Schlüsselkomponente ist dafür entscheidend. Nippon Shokubai und Trevi Systems haben erfolgreich eine Draw-Solution entwickelt, mit der die Wasserproduktion um 30 % im Vergleich zum vorherigen Produkt verbessert werden kann. Diese entwickelte Draw-Solution wurde in der von Trevi Systems betriebenen Demonstrations-Pilotanlage (500m³ /Tag) auf den Inseln von Hawaii eingesetzt (*2).

Zu den wichtigsten Ergebnissen des Projekts gehören:

1. Das Verhältnis der Frischwasserrückgewinnung aus Meerwasser liegt bei über 65 % und übertrifft damit die Möglichkeiten kommerzieller RO-Systeme.
2. Der Stromverbrauch beträgt 1/3 im Vergleich zu RO-Systemen.
3. Wettbewerbsfähige Kapitalkosten: Die nachgewiesenen Kapitalkosten sind wettbewerbsfähig mit denen bestehender RO-Entsalzungssysteme.

Trevi Systems ist bestrebt, die Kapazitäten der NELHA-Anlage weiter auszubauen. Geplant ist eine Kapazitätserhöhung auf über 6.000m³ /Tag am selben Standort und die Demonstration des Potenzials für die Ableitung von Nullflüssigkeit (*3) durch die Verwendung von Sole und Solekonzentration zur Mineralienrückgewinnung.

Es wird erwogen, das FO-System für die Meerwasserentsalzung in Gebieten mit hohem Wasserbedarf, wie z. B. im Nahen Osten, sowie für die Solekonzentration einzusetzen, um die Ableitung von Flüssigkeiten zu vermeiden. Nippon Shokubai wird weitere Anstrengungen unternehmen, um die Leistung und die Funktionen der Draw-Solution im Hinblick auf eine zukünftige Erweiterung des LWL-Systems zu verbessern.

*1: Über Trevi Systems
Trevi Systems Inc. ist ein in Kalifornien ansässiges Unternehmen, das Pionierarbeit im Bereich der FO- bzw. Vorwärtsosmose-Technologie für nachhaltige und effiziente Wasserentsalzung und Solekonzentration leistet. Mit seinem Engagement für Innovation und Umweltverantwortung definiert Trevi Systems die Möglichkeiten der FO bzw. Vorwärtsosmose und der druckbeaufschlagten FO bzw. Vorwärtsosmose neu, um sauberes Wasser und andere Ressourcen aus den schwierigsten Abwässern zu gewinnen.
Für weitere Informationen: https://www.trevisystems.com/

*2: FO-Meerwasserentsalzungsprojekt auf Hawaii
Das FO-System von Trevi Systems wurde in das Sun-Shot-Programm des Energieministeriums der USA aufgenommen. Es wird ein Experiment durchgeführt, um die Entsalzung von Meerwasser zu demonstrieren, wobei die Anlage zur Gewinnung von Solarwärme im Besitz des Natural Energy Laboratory of the Hawaii Authority (NELHA) verwendet wird.

*3: Null Flüssigkeitsableitung (ZLD)
Eines der Wasseraufbereitungsverfahren, mit denen die Abwassermenge reduziert und sauberes, für die Wiederverwendung geeignetes Wasser erzeugt werden soll. ZLD-Systeme reinigen und recyceln praktisch alle anfallenden Abwässer.

Die von Nippon Shokubai herausgegebene Pressemitteilung finden Sie hier.

Die von Trevi Systems herausgegebene Pressemitteilung finden Sie hier.

Über NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.: Nippon Shokubai nutzt eine einzigartige Technologie zur Herstellung von Chemikalien wie Ethylenoxid, Acrylsäuren, Katalysatoren und superabsorbierenden Polymeren. Wir nutzen die Chemie, um das Unmögliche möglich zu machen, und bieten der Welt noch nie dagewesene Lösungen, insbesondere in den Bereichen Umwelt und Energie, Elektronik und Bildgebung sowie im täglichen Gebrauch. Unser Unternehmensleitbild lautet 'TechnoAmenity: Mit unserer einzigartigen Technologie Wohlstand und Komfort für Mensch und Gesellschaft schaffen'.
Weitere Informationen: https://www.shokubai.co.jp/en

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