Elektrokatalytische Zelle macht Wasser arsenfrei

Xiao Su (links) und sein Team im Wasserlabor (Foto: Fred Zwicky, illinois.edu)

Urbana-Champaign (pte005/23.01.2020/06:15) - Forscher der University of Illinois http://illinois.edu haben eine preiswerte Methode entwickelt, um Arsen zu entschärfen. Laut Studienleiter Xiao Su sind nicht alle Arsenverbindungen giftig. Die gefährlichste ist Arsenit, weil sie sehr intensiv mit biologischem Gewebe reagiert. Arsenit lässt sich unschädlich machen, indem es oxidiert wird. Das entstehende Arsenat ist ungiftig.

Keine giftigen Abfälle mehr

"Wir können Arsenit aus Wasser mit Adsorbentien, Membranen oder Verdampfen entfernen", sagt Su. Diese Prozesse seien allerdings sehr energieaufwendig und hinterließen große Mengen an giftigen Abfällen. Bei der Suche nach einer kostengünstigen Möglichkeit, Arsenite zu oxidieren, stieß er auf eine elektrokatalytische Zelle, die einer Batterie mit redox-aktiven Polymeren ähnelt.

Wenn das verschmutzte Wasser in die Zelle fließt, schnappt sich die erste Elektrode aus Kunststoff die Arsenite und leitet sie weiter an die zweite Elektrode. Hier wird das Gift oxidiert. Es entsteht der Feststoff Arsenate, der komprimiert und endgelagert wird. Dazu reicht eine normale Deponie. Aus der Zelle fließt letztlich sauberes Wasser.

Solarmodule für den Betrieb

"Der Prozess basiert auf elektrochemischen Reaktionen. Daher ist der Energieverbrauch gering", weiß Su. Menschen, die in Regionen ohne Strom aus dem Netz leben, könnten das bisschen an Energie, die für die Wasseraufbereitung nötig ist, leicht mithilfe von Solarmodulen erzeugen, meint Su. Das sei attraktiv für Länder wie Bangladesh. Dort sind 60 Prozent der Landbevölkerung auf arsenverseuchtes Wasser angewiesen.

Die Forscher stehen allerdings noch vor einigen Herausforderungen, ehe das Verfahren alltagstauglich ist. "Wir müssen die Elektroden noch haltbarer machen, damit sie nicht so oft ausgetauscht werden müssen. Wir setzen als Elektroden sehr spezielle, hochentwickelte Kunststoffe ein. Wir müssen jetzt dafür sorgen, dass sie nicht nur hochselektiv aus Arsenite reagieren, sondern auch selten ausgetauscht werden müssen", so Su.

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