Aus dem Labor

Pflanzen können dafür genutzt werden z.B. mit Metallen verseuchte Böden zu reinigen. Wird noch ein Schritt weiter gegangen und diese Pflanzen anschließend nicht einfach Entsorgt, sondern die Metalle aus diesen zurückgewonnen, so wird dieser Prozess Phytomining genannt. Generell werden hierbei bestimmte Metalle, wie Nickel, Blei, Kupfer oder andere Elemente (z.B. Arsen, Selen) sowie organische Verbindungen in die Pflanze aufgenommen und in oberirdischen Pflanzenteilen, wie den Blättern, eingelagert. Das besondere hierbei ist, dass es Pflanzen gibt die besonders viel von einem bestimmten Stoff/Element welcher eigentlich giftig ist einlagern kann (Hyperakkumulation) ohne dabei zu sterben.

In unserem Fall versuchen wir mit Hilfe der Wasserpflanze Lemna minor (Entengrütze, kleine Wasserlilie) Gallium und Indium aus geschredderten LED-Chips zu recyceln.

In der Bachelorarbeit wurde zunächst das vorhandene SPS-Praktikum eines Mischprozesses analysiert. Dabei wurden sowohl die verwendeten Geräte RT800 und das SPS-Modul IA 130 (beides von der Firma gunt) (Hardware) als auch die zur Steuerung der Anlage verwendete Software CoDeSyS und die SPS-Programmiersprache FUP genauer betrachtet. Es wurden Online-Umfragen von Studierenden durchgeführt und ausgewertet, um den Versuch an den Kenntnissen der Studierenden zu orientieren. Anschließend wurde eine neue Programmierung erarbeitet und ein Konzept konzipiert, in dem die Studierenden sich besser orientieren können.

Um die reine Diffusion betrachten und auf Grundlage des Fick'schen Gesetzes analysieren zu können, muss ein neues, ruhendes Versuchssystem entwickelt werden. Wichtig ist, dass in diesem Fall keine Konvektion stattfindet und der Stofftransport ausschließlich auf Diffusion basiert. Der Versuch soll Bachelorstudierenden des Studiengangs Chemieingenieurwesen die Grundlagen der Diffusion visualisieren. Daher beschäftigt sich diese Arbeit mit der Planung und Erschaffung eines neuen Diffusionsversuchs. Das neue Versuchssystem besteht aus einer thermostatisierten Messzelle und einem Konduktometer sowie einer Kaliumpermanganatlösung. Die Änderung der Leitfähigkeit wird nach der Zugabe von Kaliumpermanganat erfasst. Durch die Variation unterschiedlicher Parameter wurde dabei das optimale Versuchssystem ermittelt.

Die Projektarbeit beschäftigte sich mit der Entwicklung eines Herstellungsprozesses von Zirkonium(IV)-dioxidkugeln auf Basis des Sol-Gel-Verfahrens. Ausgehend von einer Patentschrift wurden hierbei die verschiedenen Prozessschritte durchgeführt und entsprechend verändert. Durch Anpassung der Lösungen, sowie des Kapillardurchmessers konnte eine ausgezeichnete Sphärenbildung und vollständige Alterung der Festkörper erreicht werden. Zusätzlich ist eine erhöhte Temperatur der Ofenbehandlung für die Entfernung der organischen Stoffe und für eine kristalline Struktur des Materials notwendig.

In dieser Projektarbeit sollte die Wirkung von geschredderten LED-Chips auf das Wachstum von kleinen Wasserlinsen untersucht werden. Um die zu recycelnden Metalle für die Pflanzen verfügbar zu machen, müssen organischen Komplexbildner eingesetzt werden.

Diese Arbeit konzentriert sich auf das Phytomining von Gallium, welches in den Abfällen von Leuchtdioden, kurz LED (engl. light emitting diode), vorkommt. Es sollte überprüft werden, inwieweit sich hohe Konzentrationen der Metallsalze in Nährstoffen der Pflanze auswirken. Dabei sollten die unterschiedlichen Mengen an aufgenommenem Metall bestimmt werden. Weiterhin wurde untersucht, welche Konzentration an Gallium für die Pflanze toxisch ist.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Lemna minor in siebentägigen Versuchen den Wachstumsmedien mit unterschiedlichen Konzentrationen an Europium ausgesetzt. Im Zuge dessen wurde die Aufnahme von Europium sowie substanzabhängige Effekte auf das vegetative Wachstum der Lemna minor untersucht.