Im Jahr 2026 hat das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP mit dem erfolgreichen Abschluss des europäischen Projekts Convert2Green einen bedeutenden Fortschritt in der Wasseraufbereitung und industriellen Anwendungen erzielt. Im Rahmen dieses Projekts wurde eine innovative Filtertechnologie entwickelt, die auf ultradünnen Polymerschichten basiert und eine besonders effiziente Reinigung von Wasser ermöglicht. Diese neuartige Technologie hat das Potenzial, zahlreiche Industrien wie die Lebensmittelverarbeitung, die Wasseraufbereitung und die Energietechnik zu transformieren.
Das Projekt Convert2Green wurde im Zuge von Horizon Europe ins Leben gerufen und verfolgte das Ziel, eine Open Innovation Test Bed (OITB) zu etablieren. Dabei handelt es sich um eine Plattform, die Unternehmen den Zugang zu Technologien für klimaneutrale und kreislauffähige Materialien erleichtert. Im Fokus stand der Aufbau eines europaweiten Netzwerks, an dem 18 Partner aus Wissenschaft und Industrie aus neun verschiedenen Ländern beteiligt waren. Ziel war es, eine Infrastruktur zu schaffen, die Materialentwickler unterstützt, innovative Lösungen in Bereichen wie Clean Energy, Smart Health und Industrial IoT (Internet der Dinge) zu entwickeln und auf den Markt zu bringen.
Das Fraunhofer FEP brachte seine Expertise in der Entwicklung und Skalierung neuer Material- und Beschichtungsverfahren in das Projekt ein. Ein herausragender Erfolg war die Entwicklung eines Prototyps für eine neuartige Filtertechnik, die in Zusammenarbeit mit dem Start-up CNM Technologies GmbH entstand. Der Kern dieser Technologie ist eine extrem dünne, stark vernetzte Polymerschicht aus Carbon Nanomembranen (CNM), die außergewöhnliche Filtereigenschaften aufweist. Diese spezielle Struktur ermöglicht es, dass Wassermoleküle ungehindert hindurchtreten, während gelöste Ionen und organische Stoffe weitgehend zurückgehalten werden. Im Labor wurde gezeigt, dass diese neue Membran im Vergleich zu herkömmlichen Osmosemembranen eine mindestens fünfmal höhere Rückhaltungsleistung für Kochsalz aufweist, ohne dabei die Wasserströme zu beeinträchtigen. Dies macht die Technologie besonders attraktiv für anspruchsvolle Anwendungen in der Wasseraufbereitung und der Lebensmittelindustrie.
Ein Beispiel für den Einsatz der CNM-Verbundmembranen ist die sanfte Konzentration von wässrigen Lösungen mittels Vorwärtsosmose. Diese Methode könnte die Lager- und Transportkosten für Getränke senken und gleichzeitig wertvolle Inhaltsstoffe wie Aromen oder Proteine schonend gewinnen, ohne dass hohe Temperaturen zum Einsatz kommen. Darüber hinaus ermöglichen die CNM-Verbundmembranen die Gewinnung von reinem Wasser über Niederdruck-Umkehrosmose.
Im Verlauf des Projekts gelang es den Forschern des Fraunhofer FEP, die Technologie weiter zu optimieren. Durch die Integration zusätzlicher Metallschichten konnten sie ultradünne Metallfolien mit einer Dicke von nur wenigen Nanometern herstellen. Diese Entwicklung eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere in der miniaturisierten Optik und Sensorik, und gibt europäischen Herstellern die Chance, innovative und wettbewerbsfähige Produkte auf den Markt zu bringen.
Ein entscheidender Fortschritt war die erstmalige Implementierung aller Produktionsschritte, von der Abscheidung einer molekulardünnen Schicht bis zur Vernetzung mittels Elektronenstrahl, in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Dieses Vorgehen stellt einen wichtigen Schritt in Richtung industrieller Skalierung und wirtschaftlicher Rentabilität der neuen Technologie dar. Dr. Matthias Fahland, Projektleiter am Fraunhofer FEP, betont: „Mit Convert2Green ist es uns gelungen, eine vielversprechende Filtertechnologie aus dem Labormaßstab in eine industriell relevante Prozessumgebung zu überführen.“ Die im Projekt geschaffenen Strukturen ermöglichen es, Innovationen künftig schneller in marktfähige Anwendungen zu überführen.
Obwohl das Projekt Convert2Green nun abgeschlossen ist, werden die im Rahmen des Projekts etablierten Angebote, Prozesse und Netzwerke weiterhin von Bedeutung sein. Eine Möglichkeit zur Vertiefung der aufgebauten Partnerschaften und zur Entwicklung neuer Kooperationen bietet die Konferenz pro flex 2027, die vom 25. bis 26. Mai 2027 am Fraunhofer FEP in Dresden stattfinden wird. Diese Veranstaltung wird den Partnern entlang der gesamten Wertschöpfungskette eine Plattform bieten, um neueste Forschungsergebnisse und deren praktische Anwendungen in der Rolle-zu-Rolle-Verarbeitung und Beschichtung flexibler Materialien zu präsentieren.
Insgesamt hat das Projekt Convert2Green ein umfassendes Innovationsnetzwerk geschaffen, das kleinen und mittleren Unternehmen den Zugang zu Pilotanlagen, Entwicklungs- und Testdienstleistungen sowie zu spezialisiertem Know-how für
