Trinkwasser durch elektrische Spannung
Eine neue Art der Wasserentsalzung wurde an der Universität des Saarlandes entwickelt. Dabei saugen Elektroden aus Aktivkohle unterstützt von elektrischer Energie die Bestandteile des Salzes auf. Die Technik könnte auch zur Stromspeicherung eingesetzt werden.
Das Foto zeigt den Versuchsaufbau einer Entsalzungsanlage im Labor von Volker Presser.
Foto: Volker Presser
Hunderte Millionen Menschen haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Moderne Filter- und Entsalzungstechniken sind in vielen Regionen unbezahlbar. Zu den bezahlbaren Lösungen gehören Kleinanlagen, die mit solarer Wärme betrieben werden. Allerdings liefern sie nur geringe Mengen.
Bei der neuen Technik aus Saarbrücken handelt es sich im Grunde genommen um einen Plattenkondensator. Das sind zwei gegenüberliegende Elektroden, an denen eine elektrische Spannung liegt. Die zur Wasserentsalzung eingesetzten Elektroden bestehen aus äußerst poröser Aktivkohle. Das Wasser, das entsalzt werden soll, fließt zwischen den Platten hindurch.
Solarzellen als Stromlieferanten
Die negativ geladene saugt positive Natriumionen an, die positiv geladene negative Chlorionen. Die beiden Bestandteile von Kochsalz, das für den salzigen Geschmack von Meerwasser verantwortlich ist, verschwinden in den Aktivkohleporen. Am Ende der Strecke lässt sich Süßwasser abzapfen, das allerdings noch, wenn es nicht schon vorher passiert ist, gefiltert werden muss, um Schwebstoffe und andere Verunreinigungen zu entfernen. Als Stromlieferanten könnten Solarzellen dienen. In der Praxis könnte eine der beiden Elektroden rohrförmig sein. Die zweite, stabförmige, würde in deren Mitte platziert.
Mit dieser kapazitiven Technologie könnte es gelingen, Trinkwasser in größeren Mengen zu gewinnen. Die Kosten lägen weit unter denen von großtechnischen Anlagen.
Volker Presser.
Quelle: Uwe Bellhäuser
Federführend arbeitet Volker Presser an dem Entsalzungsprojekt. Er ist Junior-Professor an der Universität des Saarlandes und Juniorforschungsgruppenleiter am Leibniz-Institut für Neue Materialien, beide in Saarbrücken beheimatet.
Strom aus dem Osmosekraftwerk
Wenn die Elektroden mit Ionen gefüllt sind, werden sie ausgewaschen. Es entsteht wieder Salzwasser, das eine weit höhere Salzkonzentration hat als Meerwasser. Diese Lake lässt sich in Kombination mit einem Teil des erzeugten Trinkwassers wieder in Strom verwandeln. Das geschieht in einem Osmose-Kraftwerk. Es besteht aus zwei Kammern, die durch eine teildurchlässige Membran getrennt sind. Die eine Hälfte wird mit Süß-, die andere mit Salzwasser gefüllt.
Die Membran lässt Wassermoleküle passieren und hält die größeren Salzmoleküle zurück. Aufgrund des auch in der Natur weit verbreiteten physikalischen Phänomens Osmose versuchen die Flüssigkeiten, die Unterschiede der Salzkonzentration auszugleichen. Dazu dringen Wassermoleküle durch die Membran und verdünnen die Salzlösung. Deren Menge nimmt zu. In der Kammer baut sich ein Druck auf. Er entlädt sich in einem Turbogenerator, der Strom erzeugt.
Wirkungsgrad von 95 Prozent möglich
Wenn Membranen dieser Art zusätzlich im Entsalzungsprozess eingesetzt würden, könnte der Wirkungsgrad auf traumhafte 95 Prozent steigen, meint Presser. Bis zur kommerziellen Nutzung der Technik ist allerdings noch eine Menge Forschungsarbeit zu leisten.
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