Ziel der Entwicklung

Im Rahmen des Forschungsvorhaben galt es, folgende einzelne Zielstellungen zu erreichen:
- Entwicklung der Elektroden
- Entwicklung einer serientauglichen Herstellungstechnologie
- Entwicklung einer Laboranlage zur Verifizierung der Herstellungstechnologie
- Erprobung der Laboranlage
- Herstellung und Test von Musterelektroden.
Es erfolgte die Entwicklung sowie die Herstellung und Inbetriebnahme einer Laboranlage für die Verifizierung der KEMAFIL® - Technologie zur Herstellung von zylinderförmigen Erdelektroden. Basierend auf den im Forschungsprojekt erarbeiteten Grundlagen erfolgte die Herstellung von Musterelektroden zur weiteren Durchführung von Feldversuchen beim Industriepartner. Die Musterelektroden wurden in drei Varianten hergestellt. Eine Variante für Erdelektroden, welche nur als Kathode betrieben werden, zwei weitere Varianten für Elektroden, welche wechselseitig als Kathoden sowie als Anoden betrieben werden.
Für die netzartigen Flächenelektroden wurde ein basierend auf einer Kettenwirkmaschine ein Versuchsstand und realisiert, mit welchem die Verarbeitung der entsprechenden Drahtlitzen möglich ist.
Auf dem Versuchsstand „Wirkmaschine“ erfolgt derzeit die Herstellung von Mustern für netzartige Erdelektroden für die Elektroosmose. Durch den Industriepartner „Electrokinetic Ltd“ werden die Netzelektroden zu einer sogenannten „Sandwich – Struktur“ weiterverarbeitet. Die Sandwich – Struktur besteht aus einem Filtervliesstoff, aus einer netzartigen Erdelektrode sowie einem Gewebe aus Polypropylen, wobei die drei Schichten thermisch miteinander verbunden werden. Diese Sandwich – Struktur soll bei Sanierungsprojekten im Straßen- und Eisenbahnbau zum Einsatz kommen. Die netzartige Erdelektrode innerhalb der Sandwich – Struktur dient der Bodenentwässerung durch das Elektroosmoseverfahren, während das Gewebe aus Polypropylen zur Hangstabilisierung dienen wird. Der Filtervliesstoff bildet die wasserabführende Schicht.

Vorteile und Lösungen

Das Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung stabförmiger sowie gitterartiger Elektroden für das Elektroosmoseverfahren zur Erdentwässerung und Verfahren zu deren Herstellung. Elektroosmotische Strömungen sind vor allem bei feineren und somit undurchlässigeren Böden von besonderer Wichtigkeit. Mit Hilfe der Elektroosmose kann eine Entwässerung von Böden erreicht werden, in denen unter normalen Umständen jegliche Strömung von Wasser zum Erliegen kommt. Das Forschungsprojekt konnte erfolgreich abgeschlossen werden, die angestrebten Projektziele wurden erreicht. Es wurden zylinderförmige Erdelektroden für den Einsatz als Kathode sowie für den wechselseitigen Einsatz als Kathode und Anode entwickelt. Basierend auf der KEMAFIL®-Technologie wurde ein Herstellungsverfahren für zylinderförmige Erdelektroden entwickelt und verifiziert. Die hergestellten Musterelektroden wurden bei Industriepartnern unter realen Einsatzbedingungen getestet. Dabei konnte die Funktionsweise der Erdelektroden in vollem Umfang bestätig werden. Die Zielstellung zur Entwicklung von netzförmigen Erdelektroden sowie zur Entwicklung und Verifizierung eines entsprechenden Herstellungsverfahrens, basierend auf der Wirktechnologie, wurde ebenfalls erreicht. Die hergestellten Musterelektroden mit rhombischen Netzmaschen entsprechen den Anforderungen des Elektroosmoseverfahrens und weisen eine sehr gute Drapierbarkeit auf, welche für den Einbau der Netzelektroden in das Erdreich erforderlich ist.

Zielgruppe und Zielmarkt

Gegenwärtig werden Musterelektroden von einem Industriepartner zu einer speziellen „Sandwichstruktur“ weiterverarbeitet. Dabei werden die Netzelektroden mit einem wasserführenden Vliesstoff sowie einem Stabilisierungstextil zur Erhöhung der Tragfähigkeit kombiniert. Ziel ist eine Erdelektrode, welche zugleich der Hangentwässerung sowie der Hangstabilisierung dient.