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Meerwasserentsalzung Windeln als Meerwasserfilter

| Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

So genannte Superabsorber, wie sie in Windeln verwendet werden, können das bis zu 100-fache ihrer Masse an Wasser aufnehmen. Chemiker des Karlsruher Instituts für Technologie haben solche Kunststoffgele als Grundlage für ein Meerwasserentsalzungssystem genutzt.

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Aufbau zum Entsalzen von Meerwasser mithilfe von Druck
Aufbau zum Entsalzen von Meerwasser mithilfe von Druck
(Bild: Johannes Höpfner, KIT)

Karlsruhe – Für 700 Millionen Menschen weltweit, so die UN, ist Trinkwasser knapp. Abhilfe kann in Küstengebieten die Entsalzung von Meerwasser schaffen. Die gängigen Methoden, vor allem Destillation und Umkehrosmose, benötigen jedoch viel Energie – und sind für die oft armen Regionen zu teuer. Chemiker des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) arbeiten an einem völlig neuen Verfahren. Quellfähige Kunststoffpartikel (Superabsorber), ähnlich denen in Windeln, dienen dabei als Filter: Beim Quellen nehmen sie nur einen Teil des Salzes auf, beim Auspressen geben sie salzarmes Wasser ab.

Quellmaterial: Hydrogel af Acrylsäurebasis

Dass das Prinzip funktioniert, haben Professor Manfred Wilhelm und sein Doktorand Johannes Höpfner vom Institut für Technische Chemie und Polymerchemie des KIT bereits nachgewiesen. Mit ihrem Verfahren können sie den Salzgehalt in einem Durchlauf um mehr als ein Drittel reduzieren. Als Quellmaterial dient ein Hydrogel auf Acrylsäurebasis: kugelförmige, vernetzte Polymere, die in Wasser aufquellen und das 100-fache ihrer Masse aufnehmen können. Das Besondere daran sind die geladenen Gruppen in den Polymeren: Beim trockenen Material ist die Ladungsdichte hoch – und sorgt dafür, dass das Salz zunächst abgestoßen wird und vor allem Wasser eindringt. Quillt das Netz weiter auf, wird die Ladungsdichte geringer und Salz dringt ein. „An diesem Punkt drehen wir den Prozess um: Wir pressen das aufgequollene Hydrogel mechanisch wieder aus, ähnlich wie einen Schwamm“, sagt Johannes Höpfner. „Das Wasser hat dann gegenüber Meerwasser bereits einen deutlich reduzierten Salzgehalt.“ Der Salzgehalt von Meerwasser entspricht 35 Gramm Natriumchlorid pro Liter. „Wir wollen im ersten Durchlauf auf zehn Gramm kommen, im zweiten auf drei und im dritten schließlich auf ein Gramm pro Liter – das ist eine Menge, die man trinken kann“, so Manfred Wilhelm.

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