WISSENSCHAFT IM TREND: Trinkbares Salzwasser innerhalb von Minuten

Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) haben weltweit etwa 785 Millionen Menschen keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Die Klimakrise verschlimmert dieses Problem. Salzwasser, das etwa 97 % des Wassers auf unserem Planeten ausmacht, ist eine immense ungenutzte Ressource. Es werden dringend Lösungen benötigt, die dieses Wasser brauchbar und sicher machen.

Laut der Fachzeitschrift „Nature Sustainability“ wurde eine Technologie entwickelt, die Meerwasser in weniger als 30 Minuten durch die Verwendung von Sonnenlicht in sauberes Trinkwasser umwandelt. „Sonnenlicht ist die ergiebigste und erneuerbarste Energiequelle der Erde“, sagte Prof. Huanting Wang von der Fakultät für Verfahrenstechnik an der Monash University in Australien gegenüber der britischen „Daily Mail“. „Unsere Entwicklung eines neuen Entsalzungsverfahrens durch Adsorption, das Sonnenlicht zur Regeneration einsetzt, liefert eine energieeffiziente und ökologisch nachhaltige Lösung zur Entsalzung.“ Die Entsalzung ist ein Verfahren, bei dem nicht trinkbares Salzwasser in trinkbares Wasser umgewandelt wird.„Entsalzung wurde zur Bekämpfung der steigenden weltweiten Wasserknappheit eingesetzt“, erklärt Prof. Wang in „EurekAlert!“. „Aufgrund der Verfügbarkeit von Brack- und Meerwasser und der Verlässlichkeit von Entsalzungsverfahren, kann behandeltes Wasser mit sehr geringen Gesundheitsrisiken in vorhandene Wassersysteme integriert werden.“ Er fuhr fort: „Aber thermische Entsalzungsverfahren durch Verdunstung verbrauchen viel Energie. Andere Technologien, wie Umkehrosmose, haben verschiedene Nachteile, wie beispielsweise einen hohen Energieverbrauch und den Einsatz von Chemikalien bei der Membranreinigung und Dechlorierung.“

Zusammen mit Sonnenlicht wurde ein Material namens metallorganische Gerüstverbindung eingesetzt, um Schadstoffe in nur einer halben Stunde aus Meerwasser zu filtern. Dieses hocheffiziente Verfahren produziert täglich große Mengen Süßwasser und verbraucht dabei weniger Energie als andere Methoden. Es wurde eine neue Art der metallorganischen Gerüstverbindungen namens PSP-MIL-53 entwickelt, die Salz und Verunreinigungen in Brack- (leicht salzigem) und Meerwasser einfängt. Das Material zieht bei Kontakt mit Wasser Ionen aus der Flüssigkeit und bindet sie an seiner Oberfläche. Die metallorganische Gerüstverbindung reduziert die Gesamtanzahl der gelösten Feststoffe in 30 Minuten von 2 233 Teilen pro Million auf unter 500 Teile pro Million. Die von der WHO festgesetzte Grenze für sicheres Trinkwasser liegt bei 600 Teilen pro Million. Das Material liefert täglich bis zu 139,5 l Süßwasser pro kg metallorganischer Gerüstverbindungen. Die metallorganischen Gerüstverbindungen können zur Wiederverwendung schnell und einfach gesäubert werden. Das kommt daher, dass das Material die aufgesaugten Salzionen nach nur 4 Minuten im Sonnenlicht freilässt.„Die Studie hat erfolgreich bewiesen, dass photoreaktive metallorganische Gerüstverbindungen ein vielversprechendes, energieeffizientes und nachhaltiges Adsorptionsmaterial zur Entsalzung darstellen“, fügt Prof. Wang hinzu. „Unsere Arbeit bietet eine spannende neue Richtung für die Entwicklung von Funktionsmaterialien beim Einsatz von Sonnenenergie, um den Energiebedarf der Wasserentsalzung zu verringern und die Nachhaltigkeit des Verfahrens zu stärken.“

„Diese auf Sonnenlicht reagierenden metallorganischen Gerüstverbindungen könnten für energieeffiziente und umweltfreundliche Methoden der Mineralienextraktion für nachhaltigen Bergbau und andere damit verbundene Anwendungen weiterentwickelt werden“, fasst er zusammen.