Laut den Vereinten Nationen haben 2,2 Milliarden Menschen immer noch keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Viele Regionen weltweit sind auf Meerwasserentsalzungsanlagen angewiesen, doch traditionelle Verfahren wie Umkehrosmose und thermische Destillation sind extrem teuer und energieintensiv. Sie erfordern zudem eine chemische Behandlung und erzeugen gro\u00dfe Mengen konzentrierter Salzlauge. Wird diese salzhaltige Fl\u00fcssigkeit wieder ins Meer eingeleitet, stellt sie aufgrund des erh\u00f6hten Salzgehalts und des Sauerstoffmangels eine ernsthafte Bedrohung f\u00fcr marine \u00d6kosysteme dar.<\/p>\n\n\n\n
Ein Forscherteam der Universit\u00e4t Rochester unter der Leitung von Chunlei Guo, Professor f\u00fcr Optik und Physik, hat ein v\u00f6llig neues Verfahren entwickelt. Ihr System ist solarbetrieben, ben\u00f6tigt keine chemische Vorbehandlung und erzeugt keinerlei Salzlauge. Die Technologie basiert auf speziell angepassten Solarzellen aus schwarzem Metall, die mit Femtosekundenlasern behandelt werden. Diese Mikrostruktur erm\u00f6glicht es der Oberfl\u00e4che, nahezu das gesamte Sonnenlicht zu absorbieren und gleichzeitig Wasser anzuziehen. Die Laser auf der Platte erzeugen einen aktiven Bereich, der eine d\u00fcnne Schicht Meerwasser \u00fcber die Oberfl\u00e4che zieht. Wenn Sonnenlicht das Metall erw\u00e4rmt, verdampft das Wasser und verfl\u00fcssigt sich zu sauberem Trinkwasser, w\u00e4hrend gel\u00f6ste Salze und Mineralien automatisch in passive Bereiche der Platte wandern und so ein Verstopfen des Systems verhindern.<\/p>\n\n\n\n
Der entscheidende Durchbruch besteht darin, dass echtes Meerwasser neben Natriumchlorid auch Magnesium und Kalzium enth\u00e4lt, die beim Verdunsten eine harte, dichte Kruste bilden. Dieser Prozess \u00e4hnelt der Kalkablagerung in einem Warmwasserbereiter. Um dies zu verhindern, brachten die Wissenschaftler mikroskopisch kleine Rillen in dem Metall an und nutzten ein bekanntes physikalisches Ph\u00e4nomen, den sogenannten Kaffeefleck-Effekt. Trocknet ein Kaffeetropfen, hinterl\u00e4sst er einen dunklen Ring aus konzentrierten Partikeln am Rand. Das System nutzt dasselbe Prinzip, um Salz an den Rand zu transportieren. Die Technologie wurde erfolgreich mit Wasser aus dem Pazifik, Atlantik und Indischen Ozean getestet, wobei sich die Oberfl\u00e4che vollst\u00e4ndig selbst reinigte.<\/p>\n\n\n\n
Statt umweltsch\u00e4dlicher Abfallfl\u00fcssigkeiten entfernt dieses Verfahren nahezu alle Salze in fester Form. Diese R\u00fcckst\u00e4nde k\u00f6nnen zu Speisesalz verarbeitet oder zu wertvollen Rohstoffen wie Lithium extrahiert werden, das f\u00fcr die Herstellung von Batterien f\u00fcr Elektrofahrzeuge unerl\u00e4sslich ist. Obwohl das System derzeit nur als Prototyp existiert, sind die Forscher zuversichtlich, dass es erfolgreich f\u00fcr den industriellen Einsatz skaliert werden kann.<\/p>\n