Tayyar Bayrakci ist freundlich und bescheiden, im Gespräch zurückhaltend, in der Arbeit aber im besten Sinne besessen. 2009 hat er, mit 40 Jahren als Spätstudent, ein Stipendium der Stiftung Begabtenförderung bekommen und genutzt, um sich in ein, wie er sagt, „superrelevantes Thema“ total zu vertiefen. Er studierte „Regenerative Energien“ und kam während der Bachelorarbeit mit dem Thema „rotierende Strömungen in Rohren“ in Berührung. Der Beginn einer Forschungs-Obsession – von der wir alle profitieren werden. Seit zwölf Jahren steckt Bayrakci zu 100 Prozent in seinem Projekt – und in einem extrem bescheidenen Lebens- und Tüftelumfeld. Er wohnt in München, sein Labor befindet sich in einem LKW-Container, 6 x 2,5 x 2,5 Meter. „Mein Weg zur Arbeit beträgt acht Meter. Und ich kann ohne Übertreibung sagen, dass ich in zwei Schichten arbeite. Also quasi durcharbeite.“ Aber woran genau eigentlich?

Kurz gesagt: an der Revolutionierung der Wasserreinigung.

Um das zu erklären, müssen wir technisch ausholen:

Filterlose Schmutzabscheidung funktioniert konventionell per sogenannter Zyklon-Technologie. Staubgeladene Luft z. B. wird in eine Abscheidekammer geleitet und in Rotation versetzt. Die Fliehkraft bewirkt, dass schwere Partikel nach außen und leichte nach innen gedrängt werden. Das funktioniert gut zur Abscheidung von Staub aus der Luft, etwa in Schreinereien. Bayrakcis Forschungsfeld aber ist das Wasser, und für Schwebstoffe im Wasser sind solche – auf bestehenden Zyklon-Technologien basierende – Abscheider ungeeignet. Denn hier hat man es oft mit Schmutzpartikeln zu tun, die eine ähnliche Dichte haben wie Wasser. Das Ergebnis: Partikelchaos. Bestehende Zyklon-Technologien können solche Schwebstoffpartikel wie z. B. Mikroplastik wenn überhaupt, dann nur mit sehr hohem Energieaufwand und extrem hohen Drücken abscheiden.

Deshalb basiert Bayrakcis Erfindung auf einer neuartigen Gleichstrom-Hydrozyklon-Technologie. Das Wasser durchläuft ein spezielles Rohr, die Strömung wird zu einem nicht für möglich gehaltenen Grad optimiert, Partikel reichern sich nahe der Außenwand an und zwei Wasserstromanteile verlassen den Bauraum in gleicher Richtung. Deswegen Gleichstrom.

Das allein ist schon tricky, komplex und neu – aber noch lange nicht alles, was an Innovation in CyFract steckt.

Das Verfahren nutzt nämlich nicht die Zentrifugalkräfte, sondern die deutlich dominanteren Fluidkräfte. Diese ermöglichen z. B., dass Flugzeuge fliegen, weil Luft eine Tragfläche oberhalb schneller umströmt als unterhalb. Es entsteht ein Unterdruck auf der Oberseite, und die Tragfläche wird quasi nach oben gesogen.

Bayrakci hat in unendlicher Detailarbeit – und mit seiner ganzen Kompetenz als ausgezeichneter Bootsbaumeister – ein Rohr mit einer ganz speziell geriffelten Innengeometrie entwickelt. Eine Schrauben-Geometrie mit mehreren Gewindegängen, deren Steigung sich im Rohrverlauf auch noch verändert. Diese Innengeometrie schafft optimierte Strömungsbedingungen, um Partikeln einen Auftrieb nach außen zu verleihen. Das ist das sensationell Neue: die Überlagerung von Fluid-Kräften und Zyklon-Technologie für die Wasserreinigung. Das hat es so, in dem Ausmaß und mit diesem Fokus, noch nicht gegeben. Das eröffnet ein ganz neues, spannendes Forschungsfeld.

In der Konsequenz bedeutet Bayrakcis Erfindung einen krassen Bruch mit der bisherigen wissenschaftlichen Modellvorstellung: Im CyFract-Rohr fliegt nämlich alles nach außen – im Grunde unabhängig von der Dichte. Zudem herrscht in solch einer Strömung nicht Chaos, sondern es stellt sich quasi Ruhe ein – die Strömung erfährt eine sogenannte Relaminarisierung. So dass Schmutzpartikel gezielt abgeschieden werden können – sogar Teilchen, die leichter sind als Wasser. „Das funktioniert schon jetzt. Es gibt überzeugende Ergebnisse mit Polypropylen und Polyethylen, dem am meisten produzierten Plastik.“ Sagt der Erfinder und lächelt dezent.

JETZT WIRD HOCHSKALIERT Erstaunlicherweise hat diese Entdeckung lange Zeit nur Bayrakci selbst überzeugt. Professoren der Fluid-Mechanik hörten seine Argumente, konnten oder wollten sie aber nicht annehmen. Gutachter steckten ihn in falsche Schubladen. Finanzierungsoptionen lösten sich in Luft auf. Der Neudenker war jahrelang fast ganz auf sich allein gestellt, musste quälend kleine Prozesschrittchen gehen, gab aber nie auf. Ein Stehaufforscher.

Jetzt entwickelt sich endlich alles rasant. Es gibt mittlerweile einen vorzeigbaren, voll funktionsfähigen Prototypen: ein Rohr mit zwei Metern Länge und 25 Millimetern Durchmesser, durch das pro Stunde fünf Kubikmeter Wasser fließen. Damit kann Bayrakci am entscheidenden Parameter für „sauberes Wasser“ weiterexperimentieren: dem Abscheidegrad. „Die Sprünge sind jetzt immens. Anfangs lagen wir bei 70 Prozent. Jetzt kommen wir auf 80 bis 90 und bald auf 95 und mehr Prozent.“

Der nächste Schritt wird nun entweder eine Parallelschaltung von mehreren Rohren der jetzigen Größenordnung oder eine Hoch-Skalierung sein – also viel größere Rohre mit viel größeren Volumenströmen. Dazu sagt der Erfinder lächelnd: „In meiner Vorstellung ist das mit sehr geringem Aufwand sehr hoch skalierbar.“ Der Plan für 2022 lautet deshalb: eine Pilotanlage in eine handfeste Konstruktion überführen, aufstellen und testen, was CyFract in der Schmutzwasser-Wirklichkeit bewirken kann.

DIE SCHMUTZWASSER-WIRKLICHKEIT UMGESTALTEN Wir dürfen einiges von CyFract erwarten. Denn es ist einfacher, billiger, effizienter und umweltfreundlicher als etablierte Methoden der Wasserreinigung, vor allem Filteranlagen. CyFract muss weder aufwändig gereinigt noch ständig ausgetauscht werden. Es ist ein durchlaufendes Verfahren, funktioniert im Grunde per plug and play, ohne Filter, ohne Chemie, ohne große Wartungskosten.

Bayrakci möchte es vor allem bei der Meerwasserentsalzung einsetzen, konkret beim Prozess der Vorreinigung. Er glaubt, mit seinem einfach genialen Verfahren die Kosten der Entsalzung um bis zu 25 Prozent senken zu können. Ideal z. B. für Entwicklungsländer (und für Investoren dort). Aber CyFract ist auch hoch interessant für die Abscheidung von Mikroplastik aus den Weltmeeren. Für die Kühlwasseraufbereitung in Industrieanlagen. Für die Abwasserbehandlung in Kläranlagen. Und natürlich für die Trinkwassergewinnung, eins der „Sustainable Development Goals“.

CyFract wird die Wasserreinigung revolutionieren. Und damit die Welt ein Stück besser machen.