Diese arbeitet nach dem Batterie-Prinzip und soll in Zukunft weniger Energie verbrauchen als herkömmliche Verfahren. Der Prozess könnte zukünftig automatisiert werden und Hoffnung für süsswasserarme Regionen am Meer bieten.
Automatisierung möglich
Die Entsalzung von Meerwasser wird üblicherweise über einen Kondensationsprozess oder Umkehrosmose erreicht. Beide Verfahren sind zeit- und energieaufwändig. Sie eignen sich daher nur beschränkt zur Bekämpfung von Wasserknappheit, die in Zeiten stark wachsender Bevölkerung in Entwicklungs- und Schwellenländern zunehmend ein Problem wird.
Die Bochumer Wissenschaftler gehen nun einen anderen Weg. Sie sammeln Ionen aus Salzwasser in einem Elektrodenpaar und lassen anschliessend Spannung durch dieses fliessen. Die chemische Reaktion leitet schliesslich Chloridionen in eine Silberelektrode und die Natriumionen in eine Elektrode, die aus Manganoxid-Nanostäbchen besteht.
Das so entsalzte Wasser wird daraufhin entfernt und mit Salzwasser ersetzt, in welches die gefangenen Ionen über Spannungsumkehr wieder abgegeben werden.
Neues Verfahren soll künftig Energie sparen. / Foto:
Dabei handelt es sich um einen relativ unaufwändigen Prozess, der sich laut dem Laborteam auch automatisieren liesse.
Salzgehalt wird halbiert
Die Idee basiert auf einem Versuch, der an der Stanford University durchgeführt wurde. Dort war es vergangenes Jahr gelungen, Strom durch das Leiten von Wasser mit unterschiedlichem Salzgehalt durch eine elektrochemische Zelle zu erzeugen. So sagt Fabio La Mantia, der sein Postdoctorate in Stanford absolviert hat: «Die Entsalzungsbatterie ist prinzipiell die Umkehrung des gleichen Geräts.»
Jedoch ist das Ergebnis noch nicht «trinkfertig». Bislang konnte man über den selbst entwickelten Prozess rund 50 Prozent des vorhandenen Salzes aus dem Wasser entfernen. Um die Flüssigkeit geniessbar zu machen, muss der Anteil jedoch um mindestens 98 Prozent gesenkt werden, erklärt La Mantia. Mehrere Durchläufe würden das durchaus bewerkstelligen, das Ziel der Forscher ist jedoch, ihr Verfahren so weit zu entwickeln, dass dies bereits auf einmal gelingen soll.
In Sachen Effizienz hinkt die Batterie-Methode der Umkehrosmose noch mit 33 zu 50 Prozent hinterher, schildert La Mantia. Jedoch beruht die Erhebung des Energieverbrauchs ausschliesslich auf dem Prozess der Salzentfernung und berücksichtigt nicht den Betrieb der für die Durchführung nötigen Hochleistungspumpen des konventionellen Verfahrens. Der Forscher ist allerdings zuversichtlich, dass man mit entsprechender Weiterentwicklung und anderen Materialien künftig einen Effizienzgrad von 70 bis 75 Prozent erreichen kann.
