Osmosemembran

Die Osmosemembran ist eine dünne semipermeable Trennschicht und wichtiger Bestandteil der Osmose.

Sie besteht aus einer aktiven und einer oder mehreren porösen Schichten. Die Poren der aktiven Schicht selektieren die Komponenten des Permeats, also der Lösung, die die Membran durchquert. Nur bestimmte, sehr kleine Moleküle oder Ionen der Lösung können durch diese Schicht strömen, große bleiben zurück. In der Regel ist das Lösungsmittel Wasser und setzt sich aus kleineren Molekülen zusammen als der darin gelöste Stoff. Der Stofftransport verhält sich antiproportional zur Dicke der Membran. Deshalb sollte die Schicht möglichst dünn sein. Die porösen Schichten dienen in erster Linie zur Stabilisierung der feinen aktiven Schicht und ermöglichen den Transport des Lösungsmittels an die aktive Membranoberfläche.

Die treibende Kraft des Stofftransports durch eine Osmosemembran ist die Potenzialdifferenz. Dieser Konzentrationsgradient und der Permeabilitätskoeffizient der Membran sind die Haupteinflussfaktoren auf den Durchfluss des Lösungsmittels und die Membranleistung. Der Permeabilitätskoeffizient charakterisiert die Durchlässigkeit einer Membran und ist von ihren Materialeigenschaften sowie den Lösungskomponenten abhängig. Er ist eine konstante Materialeigenschaft und unabhängig von der Potentialdifferenz.

Sogenanntes Fouling mindert die Leistungsfähigkeit einer Osmosemembran und tritt besonders auf der Seite der Membran mit der niedriger konzentrierten Lösung auf. Beim Fouling wird die Membranoberfläche durch Inhaltsstoffe der Lösungen belegt. Infolgedessen ist die Durchlässigkeit für Partikel bestimmter Größe eingeschränkt. Der Volumenfluss des Lösungsmittels, die sogenannte Permeation, verringert sich und die Trennfähigkeit der Membran nimmt ab.

Werden mehrere Membrane zu einem Membranmodul zusammengefasst, kann eine höhere Leistung erzielt werden. Die Membranmodule können wiederum zu einer Membranmoduleinheit zusammengeschaltet werden. Osmosemembrane kommen zum Beispiel bei der Osmose in einem Osmosekraftwerk zum Einsatz.

Englische Übersetzung(en):

osmosis membrane