An einem Katastrophenort kommt es nicht selten vor, dass sowohl die Wasserversorgung als auch das Stromnetz ausfallen. Ein neues System könnte in dieser Hinsicht eines Tages nützlich sein und nur eine kleine Menge Strom verbrauchen, die in Batterien gespeichert werden kann, um Meerwasser zum Trinken zu entsalzen.
Die derzeit am häufigsten verwendete Entsalzungsmethode ist die Umkehrosmose. Einfach ausgedrückt funktioniert es, indem es Meerwasser durch eine durchlässige Membran drückt, die Wassermoleküle durchlässt, nicht jedoch Salzmoleküle (Natriumchlorid). Dies ist ein effizienter Prozess, der jedoch auch viel Energie erfordert, um den erforderlichen Wasserdruck zu erzeugen. Darüber hinaus verstopft die Membran mit der Zeit durch eingeschlossenes Salz und muss ersetzt werden.
Ein experimentelles neues System, das von Wissenschaftlern der Universitäten Bath, Swansea und Edinburgh im Vereinigten Königreich entwickelt wurde, nutzt überhaupt keinen Druck. Stattdessen beherbergt es einen Behälter mit einer positiv geladenen Elektrode an einem Ende und einer negativ geladenen Elektrode am anderen Ende, mit einer porösen Membran dazwischen.
Wenn Meerwasser hineingegeben wird, werden die positiv geladenen Natriumionen in den Salzmolekülen in die negativ geladene Elektrode gezogen, während die negativ geladenen Chloridionen in die positiv geladene Elektrode gezogen werden. Während sich Chloridionen durch die Membran zur positiven Elektrode bewegen, drücken sie auch Wassermoleküle (H2O) durch die Membran. Die Natriumionen werden von der negativen Elektrode angezogen und verbleiben auf der ursprünglichen Seite der Membran. Die Chloridionen werden dann auf diese Seite zurückgeführt, sodass sie mehr Wassermoleküle durchdrücken können. Schließlich fließt das meiste Wasser zur positiven Elektrodenseite der Membran, die völlig salzfrei ist.
Bisher wurde das System nur mit wenigen Millilitern Wasser auf einmal getestet. Deshalb suchen die Forscher nach Partnern, die dabei helfen, die Technologie so weiterzuentwickeln, dass sie einen Liter Wasser verarbeiten kann, damit sie besser verstehen können, wie viel Strom ein praktisches System benötigen würde.
Der leitende Wissenschaftler Professor Frank Marken von der University of Bath sagte: „Derzeit ist die Umkehrosmose sehr energieintensiv und erfordert ein spezielles Kraftwerk zur Entsalzung des Wassers, was bedeutet, dass sie in kleinerem Maßstab nur schwer umzusetzen ist. Unsere Methode könnte eine alternative Lösung in kleinerem Maßstab bieten, die Energie sparen würde, da Wasser ohne Nebenprodukte gewonnen werden kann und keine Verarbeitungsanlagen im industriellen Maßstab erforderlich sind.“
Ein Artikel zu dieser Forschung wurde in der kürzlich erschienenen Fachzeitschrift „ACS Applied Materials and Interfaces“ veröffentlicht.