Je kunt water desinfecteren met bijvoorbeeld chloor of UV-stralen. Ozon, dat ook ziektekiemen doodt, werd tot dusver alleen gebruikt in grote waterzuiveringsinstallaties of bij zwembadwater. Ozon opgelost in water heeft duidelijke voordelen bij de desinfectie in vergelijking met chloor of UV-stralen. Het is milieuvriendelijk, werkt snel en je proeft het niet, aldus de onderzoekers van het Fraunhofer-Instituts für Siliziumtechnologie ISIT. Een kleine ozongenerator moet over enige tijd ook water zuiveren in kleine en huishoudelijke apparaten zoals ijsmachines, drankautomaten of zelfs douches.
Wetenschappers van het Fraunhofer ISIT in Itzehoe en partner Go Systemelektronik GmbH uit Kiel willen samen met de onderneming CONDIAS GmbH uit Itzehoe zo’n kleine ozongenerator ontwikkelen.
Geozoniseerd water
“De compacte ozongenerator kan worden geïntegreerd in apparaten en systemen die op grond van hygiënevoorschriften geregeld moeten worden gedesinfecteerd,” zegt Norman Laske, wetenschapper bij Fraunhofer ISIT. “Het apparaat wordt eenvoudig op de waterleiding aangesloten en genereert direct de benodigde hoeveelheid geozoniseerd water.”
De ozongenerator is slechts enkele kubieke centimeters groot. Deze bestaat uit verschillende onderdelen: een elektrolysecel, een sensorchip, de elektronica die stroom en spanning regelt, en een systeem dat de sensorsignalen uitleest.
“Tussen twee elektroden bevindt zich een ion-geleidend scheidingsmembraan. Als je spanning op de elektroden zet, wordt water gesplitst door elektrolyse,” legt de onderzoeker uit. “Dankzij een diamantlaag op de elektroden worden eerst hydroxylradicalen gevormd, die in eerste instantie reageren om ozon (O3) te vormen, maar ook zuurstof (O2).”
CONDIAS GmbH heeft ervaring met de manier waarop elektroden worden bekleed. Het gaat daarbij echter om elektroden van groot formaat voor het desinfecteren van ballastwater van schepen. De elektroden voor de nieuwe ozongenerator zijn echter veel kleiner. Zij bestaan uit silicium dat wordt doorkruist door fijn geëtste sleuven die aan de achterkant uitlopen in smalle spleten.
Bij deze ozongenerator worden de elektroden paarsgewijs achter elkaar gemonteerd. Daartussen bevindt zich een scheidingsmembraan. Bij de verbinding met het scheidingsmembraan komen de gassen vrij “en kunnen zij efficiënt worden verwijderd door de geulachtige structurering als gevolg van de turbulentie van het water”, leggen de onderzoekers uit.
Per minuut tot wel 6 liter water
“Om ervoor te zorgen dat er voldoende ozon beschikbaar is voor het moment van gebruik, moet de temperatuur in de gaten worden gehouden. Hoe hoger de temperatuur, des te sneller ozon vervalt,” legt Laske uit. Het geleidingsvermogen houdt op zijn beurt verband met de hardheid van het water. Hoe hoger de hardheid van het water, des te hoger het geleidingsvermogen en hoe meer stroom er moet vloeien om het gewenste effect te bereiken, voegt hij eraan toe.
Dankzij de geïntegreerde sensormeting moet de ozongenerator in de toekomst in staat zijn tot zes liter water per minuut te verwerken. “Momenteel wordt het gespecificeerd voor 0,5 tot 1,5 liter zonder sensortechnologie.”
Volker Hollinder, CEO van CONDIAS GmbH: “De verspreiding van het coronavirus heeft aangetoond hoe belangrijk desinfectie is. Vaak is het gebruik van chemische ontsmettingsmiddelen problematisch, omdat er schadelijke stoffen achterblijven. Hier worden ziektekiemen geëlimineerd door elektrochemische ozonproductie. Er zijn geen resten van ontsmettingsmiddelen.”
Foto: De ozongenerator.© Fraunhofer ISIT
Ook interessant:
Duurzaam zonnefilter helpt de wereld aan schoon drinkwater
Slimme sensoren waarschuwen redders bij overstromingen voor gevaren
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
