Sauberes Trinkwasser ist keine Selbstverständlichkeit, auch wenn wir es im Alltag oft so behandeln. Einer der Gründe dafür ist Nitrat, eine Verbindung, ohne die die moderne Landwirtschaft nicht denkbar wäre und die zugleich in vielen Regionen zu einem Problem für Umwelt und Gesundheit wird.

„Konventionelle Verfahren wie Ionentausch, Osmose oder klassische Filtration dienen zwar als Ausgangspunkt für die Entfernung von Nitrat aus dem Wasser, führen jedoch meist nur zu einer Verlagerung der Schadstoffe in konzentrierte Nebenströme“, erläutert Markus Gallei, Professor für Polymerchemie an der Universität des Saarlandes, den Status quo.

Nicht nur aus dem Wasser entfernen

Gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen der Universität Graz (federführend: Prof. Jörg Schachner, Institut für Chemie) verfolgen er und sein Team nun einen neuartigen Ansatz, um das Nitrat nicht nur aus dem Wasser zu entfernen, sondern es gleich ganz aus der Welt zu schaffen: In Graz wurde im Rahmen eines ersten vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekts „Catalytic reduction of nitrate and beyond with non-biological Oxidorhenium(V) complexes“ bereits in den vergangenen Jahren gezeigt, dass sich mit einer besonderen Klasse von Rhenium-Metallkomplexen Perchlorat selektiv zu harmloseren Produkten wie Chlorid und auch Nitrat reduzieren lassen, idealerweise sogar zu Stickstoff.

„Besonders interessant ist dabei, dass diese Katalysatoren gegenüber Luft und Wasser stabil bleiben und damit für diese Reaktion ein ungewöhnlich robustes Profil aufweisen“, erklärt Markus Gallei.

Schadstoffe in unbedenkliche Substanzen überführen

In einem zweiten, aktuell geförderten Projekt mit der Bezeichnung „Aqueous catalysis with Oxidorhenium(V) Complexes“ wird diese Chemie gezielt weiterentwickelt, so dass sie letztendlich auch in wässrigen Systemen funktionieren kann.

„Während diese neuen vielversprechenden Verbindungen in Graz weiterentwickelt werden, entwickeln wir in der Polymerchemie an der Universität des Saarlandes poröse Membranen, die als Durchflussreaktoren in Wasser zum Einsatz kommen“, so Professor Gallei über das Ziel des saarländischen Projektteils.

Ziel ist es, die chemischen Katalysatoren so in die Membranen zu integrieren, dass die Reaktion direkt im Material und unter kontinuierlichen Strömungsbedingungen abläuft, so dass sich die Schadstoffe im Wasser in unbedenkliche Substanzen überführen lassen.

„Hinter all dem steht letztlich eine einzige Frage: Kann das Material mehr leisten als trennen? Wir denken: ja – und arbeiten daran, es zu zeigen“, erklärt Professor Gallei.

Das Projekt „Aqueous catalysis with Oxidorhenium(V) Complexes“ läuft seit Anfang März 2026. Es wird bis Anfang März 2029 mit 444.500 Euro vom Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) gefördert.

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Markus Gallei, markus.gallei@uni-saarland.de