Ein Großteil der Erdoberfläche ist von Wasser bedeckt. Leider handelt es sich dabei in überwältigender Mehrheit um Salzwasser, das von Menschen nicht als Trinkwasser genutzt werden kann. Die Entsalzung von Wasser ist ein Prozess, der eine Menge Energie kostet, was es nicht unbedingt zur nachhaltigsten Methode zur Gewinnung von Trinkwasser macht. Außer natürlich, man nutzt die Energie der Sonne. Ein Team von Forscher des Center for Nanotechnology Enabled Water Treatment (NEWT) der Rice University hat ein System entwickelt, das Wasser mit Hilfe von Nanopartikeln und Sonnenenergie entsalzen kann.
Salzfreies Wasser dank Sonnenlicht
Im Inneren des Systems kommt eine Membran-Destillations-Methode zum Einsatz, bei der das erhitzte Salzwasser über eine poröse Membran läuft und dabei durch die Membran verdampft, um auf der anderen Seite vom Salz bereinigt wieder zu kondensieren. Es handelt sich um einen Prozess, bei dem normalerweise viel Energie verloren geht.
Das Team der Rice University hatte es sich in den Kopf gesetzt, diesen Prozess effizienter zu gestalten. Dazu entwickelten sie ein System, das sie auf den Namen „nanophotonics-enabled solar membrane distillation“ (NESMD) getauft haben. Dabei werden schwarze Kohlenstoff-Nanopartikel in die Membran integriert, die Sonnenlicht absorbieren. Das Material kann so 80 Prozent des Sonnenlichts absorbieren, das auf seine Oberfläche trifft. So verdampft das Wasser schneller und das System benötigt kaum externe Energie.
Das System ist quasi beliebig skalierbar
Das System wurde von den Forschern als Proof-of-Conzept getestet. Dabei kam eine wenige Millimeter starke Kammer zum Einsatz, die etwa so groß wie drei Briefmarken ist. Das Team baute außerdem eine etwa 70 x 25 cm große Version des Systems, das nach Angaben der Forscher gut skalierbar ist.
„The intensity got up 17.5 kilowatts per meter squared when a lens was used to concentrate sunlight by 25 times, and the water production increased to about six liters per meter squared per hour. Depending on the water production rate you need, you could calculate how much membrane area you would need. For example, if you need 20 liters per hour, and the panels produce six liters per hour per square meter, you would order a little over three square meters of panels“, so Qilin Li, der an der Studie beteiligt war.
Nach Angaben der Forscher ist das System quasi in beliebiger Größe skalierbar und könnte einen einzelnen Menschen, einen kompletten Haushalt oder aber auch eine kleine Stadt mit sauberem, salzfreien Wasser versorgen. Zudem kommt es zur Not auch komplett ohne Strom aus und ist daher auch gut für den Einsatz in Katastrophengebieten geeignet.
via Rice University
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