Hybridmembran revolutioniert die Entsalzung

So reinigt sich die neue Hybridmembran selbst (Funktionsskizze: nyuad.nyu.edu/en)

Abu Dhabi (pte002/22.09.2023/06:05) - Mit einer neuen Hybridmembran, mitentwickelt von Forschern der New York University Abu Dhabi ( https://nyuad.nyu.edu/en/ ) (NYUAD), wird das Entsalzen von Meerwasser wirtschaftlicher. Sie befreit sich selbst von Ablagerungen, die sich auf den bisher verwendeten Folien mit der Zeit bilden und den Süßwasserdurchfluss hemmen. Das lässt sich durch Druckerhöhung beheben, die Energie kostet, oder durch Austausch der Membran in der Umkehrosmoseanlage.

"Hüpfende Kristalle"

Forscher des Smart Materials Lab und des Center for Smart Engineering Materials der NYUAD unter der Leitung von Panče Naumov und Ejaz Ahmed sowie Mitarbeiter des Instituts für Membrantechnologie an der Universität von Kalabrien haben die Innovation entwickelt. Die Membran ist durchsetzt von sogenannten thermosalienten organischen Kristallen.

Experten des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung ( https://www.fkf.mpg.de/de ), die ebenfalls mit diesen Materialien arbeiten, sprechen von "hüpfenden Kristallen". Werden diese plötzlich erwärmt, verändern sie schlagartig ihre Form. Da sie in die Polymermembran eingebettet sind, beginnt diese mit hoher Frequenz zu schwingen und schleudert die Ablagerungen weg. Im Fall der Membran aus Nahost genügt eine Temperaturerhöhung auf 40 Grad Celsius, um die Kristalle hüpfen zu lassen. Die normale Wassereinlauftemperatur liegt bei 25 Grad.

Sauberes Trinkwasser

Dieser Reinigungsprozess verbessert den Durchfluss von entsalztem Wasser durch Umkehrosmose um mehr als 43 Prozent und verlängert die Betriebslebensdauer der Membran erheblich, heißt es. Die Kostensenkung durch die selbstreinigende Membran könnte die Verfügbarkeit von Süßwasser erhöhen. Mehr als ein Drittel der Weltbevölkerung leidet derzeit unter Trinkwasserknappheit und bis 2025 wird dieser Anteil voraussichtlich auf 50 Prozent steigen.

In Ländern mit Wassermangel, beispielsweise in Trockengebieten wie der MENA-Region, hilft die Membranentsalzung von Meerwasser, lokale Defizite zu beheben. Mit MENA werden Staaten des Nahen Ostens und Nordafrikas bezeichnet. "Es besteht ein dringender Bedarf an energieeffizienten Membranen, die zur Wasserentsalzung und anderen Trenntechnologien geeignet sind und Verschmutzungen ohne aggressive Chemikalien beseitigen", sagt Naumov.

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