Gerät produziert Trinkwasser und Wasserstoff

So werden Trinkwasser und Wasserstoff aus Abwasser gewonnen (Illustration: Pornrungroj et al.)

Cambridge (pte002/15.11.2023/06:05) - Forscher der University of Cambridge ( https://www.cam.ac.uk ) haben ein Gerät entwickelt, das Salz- oder Abwasser in sauberes Trinkwasser und zeitgleich in Wasserstoff umwandelt, vorausgesetzt die Sonne scheint. Sie ist die einzige Energiequelle, die benötigt wird, sodass sich das Gerät selbst in den abgelegensten Regionen nutzen lässt. Es basiert auf der sogenannten Photokatalyse. Das ist ein Reaktionsbeschleuniger, der unter Sonnenlicht zur Höchstform aufläuft und Wasser- sowie Sauerstoff aufspaltet. Die Lösung könnte 1,8 Mrd. Menschen dienen, die keinen dauerhaften Zugang zu sauberem Trinkwasser haben.

Aus zwei Geräten wird eins

Einen Haken hatte die Sache: Photokatalyse funktioniert nur, wenn das Wasser sauber ist, was man von Meer- und Industrieabwässern keineswegs sagen kann. Um doch noch zum Zuge zu kommen, hat Chemiker Chanon Pornrungroj mit seinem Team gleich zwei Geräte gebaut, die sie zu einem verschmolzen. Es nutzt zunächst solare Wärme, um Wasser verdunsten zu lassen. Der Dampf, der ungeachtet der Qualität des Ausgangsmaterials keine Verunreinigungen enthält, kondensiert und fällt tröpfchenweise in ein Auffangbecken.

Pornrungroj und Mohamad Annuar, beide Mitglieder der Forschungsgruppe von Erwin Reisner haben einen Photokatalysator auf einem nanostrukturierten Kohlenstoffnetz abgelegt, das sowohl Licht als auch Wärme gut absorbiert und den Wasserdampf erzeugt, der vom Photokatalysator zur Erzeugung von Wasserstoff verwendet wird. Das wasserabweisend behandelte poröse Kohlenstoffnetz ist der Schwimmer, der die gesamte Anordnung über Wasser hält und den Katalysator vor den Verunreinigungen im Rohwasser schützt. Verunreinigungen können seine Funktionalität somit nicht beeinträchtigen.

Lösung für zwei Probleme

Ein Teil des kondensierten Wassers kann zum Trinken und Kochen verwendet werden, ein anderer Teil wird aufgespalten, sodass Wasserstoff frei wird. Wie sich dieser einfangen, lagern und nutzen lässt, ist noch nicht geklärt. Ein Gerät, das allein mit Solarenergie gleichzeitig sauberen Kraftstoff und sauberes Wasser erzeugt, könnte dazu beitragen, die Energie- und Wasserkrise zu bewältigen. Laut WHO ( https://www.who.int ) ist beispielsweise die Luftverschmutzung in Innenräumen, die durch das Kochen mit "schmutzigen" Brennstoffen wie Kerosin verursacht wird, für mehr als drei Mio. Todesfälle pro Jahr verantwortlich. Stattdessen könnte das Kochen mit grünem Wasserstoff dazu beitragen, diese Zahl deutlich zu reduzieren.

(Ende)