Technologie

Trinkwasser: Neue energiesparende und investitionsarme Meerwasserentsalzung durch Batterien

An der Ruhruniversität Bochum wurde eine neue Möglichkeit der Trinkwassergewinnung aus Meerwasser entwickelt. In vielen Teilen der Erde wird das Trinkwasser in Folge des Klimawandels und des Bevölkerungswachstums künftig knapp werden. Bisherige Entsalzungsverfahren durch Kondensationsprozesse oder die Umkehrosmose sind allerdings relativ aufwändig und teuer. Das neu entwickelte Verfahren basiert nun auf einer einfacheren Methode: Mittels eines Elektrodenpaares nach dem Batterieprinzip wird das Salz aus dem Meerwasser unaufwändiger und zudem energiesparender entfernt. Dafür werden eine positiv und eine negativ geladene Elektrode in das zu entsalzene Meerwasser eingebracht. Die im Wasser gelösten Salzionen fließen dann zu den Elektroden, wodurch sie dem Wasser entzogen werden. In einem zweiten Schritt wird die Elektrode dann noch nicht behandeltem Meerwasser ausgesetzt und die Spannung umgekehrt. Dadurch fließen die Salzionen wieder von den Elektroden weg und reichern sich im neuen Wasser an, wodurch die Batterie wieder zum Entsalzen verwendet werden kann.

Das Meerwasser wird nach dem aktuellen Stand der Entwicklung dadurch um etwa 50% entsalzt. Da für Trinkwasser aber eine Entsalzung von mindestens 98% benötigt wird, muss der Schritt mehrmals wiederholt werden. Die Forscher wollen die Methode nun weiterentwickeln, damit die notwendige Trinkwasserqualität dann bei einem einmaligen Durchgang erreicht werden kann. Zudem soll auch die Effizienz der Methode noch weiter verbessert werden. Die Forscher erhoffen sich eine unkomplizierte Methode, die vor allem auch in strukturschwachen und entlegeneren Küstenregionen eingesetzt werden kann. Zur Aufladung der Batterien eignen sich dann regenerative Energien, wie Sonne, Wind oder Wellenenergie.

Mitte 2011 hatte der „grüne Infrastrukturpionier“ Siemens in Zusammenarbeit mit dem Singapurer Waterhub, einem Forschungszentrum für Wasseraufbereitung, bereits eine neuartige Entsalzungstechnologie vorgestellt, die deutlich weniger Energie benötigt als bislang gängige Verfahren. Dieses neue Verfahren basiert auf der Elektrodialyse, bei der dem Meerwasser unter Einsatz spezieller Membranen die positiv und negativ geladenen Ionen der Salze mit Hilfe eines elektrischen Felds entzogen werden. Der benötigte Energieaufwand (1,5 KW/h pro Kubikmeter) hat sich für diese großtechnischen Anlagen durch die neue Technologie um über 50% gegenüber der bis dato effizientesten Technik, der Umkehrosmose (4 KW/h pro Kubikmeter) reduziert. Gegenüber der Meerwasserentsalzung mittels Verdampfen sinkt der Energieeinsatz sogar um beinahe das siebenfache (10 KW/h pro Kubikmeter). Eine Pilotanlage für 50 Kubikmeter Wasser pro Tag haben die beiden Partner bereits in Singapur realisiert. Bis Mitte 2012 sind weitere Demonstrationsanlagen in Singapur, den USA und der Karibik geplant.
(mb)

 

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