Trinkwasser: Neue Methode zur Entsalzung von Meerwasser
Salzwasser gibt es auf unserer Erde in schier unerschöpflicher Menge. Laut einer Schätzung der Vereinten Nationen mangelt es jedoch etwa einem Drittel der Weltbevölkerung an sauberem Trinkwasser.
Aus Meerwasser kann einfach, energie- und umweltschonend Trinkwasser werden.
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Es liegt also nahe, das Meerwasser zu entsalzen, um damit die Trinkwasser-Probleme auf der Welt zu verringern. Die bisher gebräuchlichen Verfahren zur Meerwasserentsalzung sind jedoch sehr kompliziert und verlangen große Mengen an Energie. Man benötigt dazu teuere Membrane, die sehr empfindlich sind und leicht verkeimen können.
In der Zeitschrift “Angewandte Chemie” hat jetzt eine deutsch-amerikanische Forschergruppe eine neue Methode zur Meerwasser-Entsalzung vorgestellt, die wenig Energie braucht und darüber hinaus sehr einfach ist. Das Forscherteam steht unter der Leitung von Richard M. Crooks von der University of Texas in Austin und Ulrich Tallarek von der Uni Marburg. Finanziell unterstützt werden die Wissenschaftler vom US-Energieministerium.
Man arbeitet mit einem elektrochemischen Ansatz und kommt dabei ohne Membran und hohe Energiemengen aus. Man presst das Meerwasser durch ein System das aus zwei Mikrokanälen mit je 22 Mikrometer Breite besteht, einem Hilfskanal und einem verzweigten Arbeitskanal. Somit entsteht ein Fluss in Richtung der Auslassöffnungen. Zur Veranschaulichung: ein Mikrometer entspricht einem Millionstel Meter. Die beiden Mikrokanäle sind elektrisch über eine bipolare Elektrode verbunden. Der Hilfskanal liegt an einer Spannungsquelle während der Arbeitskanal geerdet wird. Zwischen den Kanälen wird eine Spannungsdifferenz von 3 Volt eingestellt.
Zum besseren Verständnis des Verfahrens dient die schematische Zeichnung, die ihr euch hier ansehen könnt.
Entscheidend für die Durchführung ist der Aufbau des Kanalsystems. Die Elektrode muss in die Verzweigungsstelle des Arbeitskanals hineinragen. Wegen der Spannung von 3 Volt wird ein Teil der negativ geladenen Chloridionen des Meerwassers an diesem Ende der Elektrode zu neutralem Chlor oxidiert. An der Stelle der Abzweigung entsteht somit eine Zone, in der ein Mangel an negativ geladenen Ionen herrscht und damit entsteht ein elektrisches Feld, das die positiv geladenen Ionen des Meerwassers in den abzweigenden Kanal transportiert. Da aber aus physikalischen Gründen die Elektroneutralität innerhalb des Mikrokanals gewahrt bleiben muss, wandern auch die negativ geladenen Ionen mit in die Abzweigung. Im abzweigenden Mikrokanal fließt nun ein mit Salz angereicherter Strom und gleichzeitig strömt durch den Arbeitskanal teilentsalztes Wasser.
Diese Technik benötigt eine so geringe Energiemenge, dass das System mit einer einfachen Batterie arbeiten kann. Man muss im Vorfeld nur Sand und Schmutz aus dem Meerwasser entfernen. Eine Desinfektion oder die Zugabe von Chemikalien ist hier nicht erforderlich. Wenn man mehrere Mikrokanalsysteme parallel schaltet, kann der Wasserdurchsatz entsprechend erhöht werden.
Schön, wenn man mit einer einfachen, energie- und umweltschonenden Methode Trinkwasser aus dem Meer gewinnen kann, und das Trinkwasserproblem von vielen Millionen Menschen in den Griff bekommen könnte.
Quelle: innovations-report.de
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