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)

Schanghai (pte020/28.04.2021/12:30)

Nur mit der Kraft der Sonne lässt sich Meer- in Trinkwasser umwandeln. Das kostengünstige Gerät haben Forscher der Shanghai Jiao Tong University https://en.sjtu.edu.cn entwickelt und in der Fachzeitschrift „AIP Advances" des American Institute of Physics https://www.aip.org/ vorgestellt. 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, 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 ist kondensiert das Wasser an der schräg stehenden Abdeckung und fließt in einen Behälter.

[b]Mit Airlaid-Papier zum Erfolg[/b]

Das Team um den Materialwissenschaftler Chao Chang entwickelte ein Verfahren zum Abscheiden einer TiNO-Schicht mit einer als Magnetron-Sputtern bekannten Technik. Dabei wird das Material, das abgeschieden werden soll, von energiereichen Ionen aus einem Festkörper abgesprengt. Ein elektromagnetisches Feld beschleunigt die Teilchen Richtung Unterlage, auf der sie dann fest haften. Die Forscher verwendeten eine spezielle Art von hochporösem Material, 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.

[b]Rätsel um das abgetrennte Salz[/b]

„Das poröse Airlaid-Papier, das als Substrat für den TiNO-Solarabsorber verwendet wird, kann mehr als 30 Mal wiederverwendet und schließlich recycelt werden", sagt 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", glaubt Chang.

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