Das Projekt verbindet chemische Materialsynthese, Theorie und Nanowissenschaften. Die Forscher möchten den Grundstein für die nächste Generation von Membrantechnologien legen und gemeinsam einen echten „Gamechanger“ der Trenntechnik entwickeln. Das Ziel sind neue Membrankonzepte, die eine noch nie dagewesene Leistung für Energiegeräte wie Brennstoffzellen, osmotische Stromgeneratoren und Batterien ermöglichen.

„Es ist uns gelungen, ultradünne, also nur 10 bis 50 Nanometer dicke, Membrane zu entwickeln, die herkömmlicher Technologie in Selektivität und Effizienz deutlich überlegen sind. Neben einer gesteigerten Energieeffizienz erlauben sie eine Separation auch von ähnlichen Partikeln, beispielsweise von Wasserstoffisotopen“, erläutert Heine. „Dazu verwenden wir unsere neu entwickelten 2D-Polymer-Heterostrukturen, die atomar präzise trichterförmige Poren mit elektrostatischen Gradienten enthalten.“ 2D-Polymer-Heterostrukturen versprechen revolutionäre Eigenschaften, die sie ideal für den selektiven und unidirektionalen Ionentransport machen: sie sind extrem dünn, haben eine präzise Porengröße und eine hohe Funktionalität. Sie stehen daher im Mittelpunkt der Anstrengungen und sollen im Laufe des Projekts zeigen, dass sie nicht nur im Labor brillieren – sondern auch im größeren Maßstab robust Ergebnisse liefern.

Mit anderen HZDR-Teams erforscht Heine zum Beispiel im Rahmen des 2020 gestarteten und 2024 verlängerten Sonderforschungsbereichs 1415 der Deutschen Forschungsgemeinschaft die Chemie synthetischer zweidimensionaler Materialien.