Was genau geschieht bei einer Absorption?
Absorption kann auf verschiedene Arten geschehen. Oder besser gesagt: verschiedene Dinge können von einem physikalischen System bzw. einer Phase absorbiert werden. Bei der stofflichen Absorption kommt es zu einer Vermischung von verschiedenen Stoffen, die sich jedoch ohne eine chemische Reaktion vollzieht. Sie wird stattdessen durch eine gewisse Affinität der Substanzen hervorgerufen, wobei ein Stoff eine bestimmte Löslichkeit für den anderen aufweist. Das so genannte Absorbat – also die Materie, die aufgenommen wird – wird dabei nicht direkt Teil des anderen Systems, sondern lagert im freien Volumen der absorbierenden Phase, bis eine Sättigung erreicht ist. Erfolgt die Anlagerung lediglich an der Oberfläche des aufnehmenden Systems, wie es zum Beispiel bei der Filterung von Schwebstoffen aus Flüssigkeiten oder Gasen durch einen Filterstoff erfolgt, spricht man von einer Adsorption.
Neben der stofflichen Absorption gibt es auch die Absorption von Wellen oder Teilchenstrahlung (Licht, Schall, elektromagnetische Wellen, radioaktive Strahlung, usw.). Hierbei werden diese nicht-stofflichen Ströme beim Durchwandern eines bestimmten Materials, ob Gas, Flüssigkeit oder Feststoff, abgemindert oder gänzlich geschluckt. Dies geschieht, in dem die Energie oder Leistung, die den Wellen oder Teilchenstrahlen innewohnt, innerhalb des absorbierenden Stoffs in andere Energieformen umgewandelt wird. Dies können etwa Wärmeenergie oder Anregungsenergie sein. Wie gut ein bestimmter Stoff nicht-stoffliche Ströme absorbieren kann, wird über den so genannten Absorptionsgrad ermittelt. Hierbei handelt es sich um einen Materialparameter, der von verschiedenen Faktoren abhängig ist, beispielsweise von der stofflichen Beschaffenheit des Materials und seiner Temperatur, aber auch von der Wellenlänge der eintreffenden Strahlung.
Für welche technische Anwendungen lässt sich Absorption nutzen?
Die Einsatzgebiete für die Absorption sind vielfältig, da sich auch die einzelnen Prozesse stark voneinander unterscheiden. So lässt sie sich zum Beispiel für die Reinigung von Industrieabluft und damit zum Abscheiden von Schadstoffen nutzen. Hierbei werden Luft- oder Gasströme durch eine Waschflüssigkeit geleitet. Dabei erfolgt eine Bindung der „unerwünschten“ Gaskomponenten (etwa Kohlendioxid oder Schwefelwasserstoff) auf molekularer Ebene in dieser Flüssigkeit. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Abschirmung von Wellen oder Strahlung. Bestimmte Materialien bieten sich aufgrund ihrer stofflichen Eigenschaften hervorragend dafür an, Schallwellen oder aber radioaktive Strahlung effizient zu vermindern. Auf diese Weise lassen sich Menschen in den unterschiedlichsten Situationen besser vor diesen schädlichen Einflüssen schützen.
Apropos Leben … ohne den Absorptionsprozess in der Atmosphäre wäre Leben auf unserem Planeten gar nicht möglich. So erreicht nur ca. ein Drittel der eintreffenden Sonnenstrahlung den Erdboden. Rund 20 Prozent der Strahlung wird direkt von den Gasen in der Atmosphäre sowie ca. fünf Prozent von den Wolken absorbiert und damit die enthaltene thermische Energie auf unserem Planeten „gespeichert“. Wir nennen diesen Prozess „Treibhauseffekt“ und er sorgt dafür, dass es mit flüssigem Wasser eine Grundvoraussetzung für Leben auf unseren Planeten gibt. Nur durch die massive Emission von Treibhausgasen (aufgrund fossiler Energieerzeugung) im Zuge der Industrialisierung droht dieser natürliche Prozess mittlerweile komplett aus den Fugen zu geraten. Die Erde erwärmt sich immer stärker mit immensen Folgen: schmelzende Gletscher, steigende Meeresspiegel und mehr Extremwetterereignisse. Es droht die Klimakatastrophe! Um der Klimakrise Herr werden zu können, muss der Energiesektor rasch umgebaut werden und damit eine Dekarbonisierung erfolgen: weg von konventionellen Energieträgern wie Kohle, Erdöl oder Erdgas, hin zu regenerativen Energien wie Solarstrom, Windkraft oder Wasserkraft. Wir brauchen die Energiewende jetzt und genau das ist im Zuge der Absorption ein weiteres Stichwort.
Denn ein weiteres, wichtiges Anwendungsgebiet für Absorption ist die Energiegewinnung aus Umweltwärmequellen. Hierfür kommen Wärmetauscher und Wärmepumpensysteme zum Einsatz. Über diese ist es möglich, aus der Umgebungsluft, dem Erdreich oder aber dem Grundwasser – welche sich ebenfalls durch die Absorption der Sonneneinstrahlung erwärmen – thermische Energie mithilfe eines Kältemittels zu absorbieren, diese Energie im Anschluss durch Verdichtung aufzubereiten und sie letztendlich für Heizzwecke oder industrielle Prozesse zu nutzen. Wärmepumpen arbeiten hocheffizient und benötigen zum Betrieb lediglich Strom, welcher sich auch regenerativ bereitstellen lässt. Es müssen also zur Wärmeerzeugung nicht zwangsweise fossile Brennstoffe wie Heizöl oder Erdgas zum Einsatz kommen, was den Schadstoffausstoß massiv reduzieren kann. Zudem lassen sich auch alternative Wärmequellen für den Betrieb von Wärmepumpen nutzen, beispielsweise industrielle Abwärme oder das kommunale Abwasser. Durch ein besseres Energierecycling ließe sich die Verbrennung von Öl und Gas noch weiter verringern – allein durch Abwasserwärmerückgewinnung ist eine Deckung von bis zu 14 Prozent des gesamtdeutschen Wärmebedarfs wirtschaftlich möglich.
Absorption von Abwasserwärme mit den Therm-Liner-Modulen von UHRIG
Schon seit Jahren ist die energetische Nutzung von Abwasser als umweltfreundliche und nachhaltige Alternative zur Wärmebereitstellung immer stärker in den Fokus gerückt. Die menschengemachte Wärmequelle bietet dabei die unterschiedlichsten Vorteile: So fällt Abwasser überall und folglich auch nah an erneuten Verbrauchern an. Die nötige Technik lässt sich in der bestehenden Infrastruktur leicht installieren und durch gute Planung sind auch hohe Energieerträge möglich, die andernfalls ungenutzt zu den Klärwerken geleitet werden würden. Möchten auch Sie Quartiere oder Industriebetriebe mit Abwasserwärme versorgen, dann wenden Sie sich an UHRIG. Mit über 55 Jahren Erfahrung in Kanalbau und Abwassertechnik entwickeln und vertreiben wir hochwertige Therm-Liner-Module für Abwasserkanäle, mit denen sich Wärmeenergie aus Abwasser einfach, sicher und wirtschaftlich gewinnen lässt. Nicht umsonst sind wir in diesem Bereich mit Abstand europäischer Marktführer. Nehmen Sie bei Interesse einfach telefonisch oder per Mail Kontakt zu uns auf.
