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pte20210428020 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Kraft der Sonne entsalzt Meerwasser effektiv

Forscher entwickeln Gerät, dessen Oberfläche aus Titannitridoxid besteht und Wärme einfängt


So funktioniert die neue Entsalzungsanlage aus China (Grafik: Chao Chang)
So funktioniert die neue Entsalzungsanlage aus China (Grafik: Chao Chang)

Schanghai (pte020/28.04.2021/12:30) - Nur mit der Kraft der Sonne lässt sich Meer- in Trinkwasser umwandeln. Ein kostengünstiges Gerät hierfür haben Forscher der Shanghai Jiao Tong University https://en.sjtu.edu.cn entwickelt und in der Fachzeitschrift "AIP Advances" des American Institute of Physics http://aip.org vorgestellt.

Effektiver Verdunstungseffekt

Die aktive obere Schicht besteht aus Titannitridoxid (TiNO), das solare Wärme effektiv einfängt. Es wird auf einem schwimmfähigen Material abgeschieden, das feinste senkrecht stehende Poren hat, namentlich Kapillare. Durch diese steigt das Meerwasser entgegen der Schwerkraft auf und verdampft in der Oberfläche der Zwischenschicht. Diese besteht aus Polyethylenschaum. Die Luft, die sich in den Poren befindet, erwärmt sich und lässt das Meerwasser verdunsten. Das Salz und andere Fremdmoleküle bleiben zurück. Da sich der Schwimmer in einer Art Treibhaus aus Quarzglas befindet, kondensiert das Wasser an der schräg stehenden Abdeckung und fließt in einen Behälter.

Das Team um Chao Chang hat das Verfahren zum Abscheiden einer TiNO-Schicht mit einer als Magnetron-Sputtern bekannten Technik entwickelt. Dabei wird das Material, das abgeschieden werden soll, von energiereichen Ionen aus einem Festkörper abgesprengt. Ein elektromagnetisches Feld beschleunigt die Teilchen in Richtung Unterlage, auf der sie dann fest haften. Die Forscher haben eine spezielle Art von hochporösem Material verwendet, das als Airlaid-Papier bekannt ist. Es saugt Wasser effektiv auf und transportiert es zur erwärmten Schicht. Airlaid-Papier besteht aus Holzfasern und wird üblicherweise in Wegwerfwindeln, Servietten und anderen Materialien verwendet, die Feuchtigkeit aufnehmen sollen.

Rätsel um abgetrenntes Salz

"Das poröse Airlaid-Papier, das als Substrat für den TiNO-Solarabsorber genutzt wird, kann mehr als 30 Mal wiederverwendet und schließlich recycelt werden", verdeutlicht Chang. Befürchtungen, dass das abgetrennte Salz die Effektivität des Geräts mit der Zeit verringert oder gar zum Totalausfall führen könnte, bestätigten sich nicht. Es muss irgendwie zurück ins Meer gelangen. Warum das so ist, wissen die Forscher noch nicht. "Die Kombination aus niedrigen Kosten, hoher Effizienz und fehlendem Fouling für diese Entsalzungstechnologie zeigt, dass sie das Potenzial hat, zur Lösung des weltweiten Süßwassermangels beizutragen", so Chang.

(Ende)
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