Mainzer Forscher geht neue Wege der Meerwasserentsalzung

Wegen des Klimawandels wird unser Wetter in den kommenden Jahren immer extremer – Regenfälle werden stärker und Dürrephasen werden länger. Auch viele Küstenregionen sind von Trockenheit betroffen, das salzige Meerwasser ist da keine Hilfe – außer man entsalzt es. Israel zum Beispiel macht das mithilfe großer Osmoseanlagen. Doch die brauchen viel Energie und das macht es teuer. Forscher an der Universität in Mainz arbeiten deshalb an einer Alternative und haben bereits einen vielversprechenden Ansatz.

Sebastian Seifferts Forschungsgebiet ist die physikalische Chemie, genauer: sogenannte Polymernetzwerke. Das sind große, langkettige Moleküle, die miteinander vernetzt sind. Wie zum Beispiel diese pinken Kügelchen oder dieses weiße Pulver. Die Stoffe haben die Eigenschaft, große Mengen Wasser aufnehmen zu können – Salz hingegen stoßen sie ab. Perfekte Eigenschaften für die Entsalzung von Meerwasser.
Prof. Sebastian Seiffert, Chemiker
„Die Materialien, die wir jetzt benutzen zur Meerwasserentsalzung, die sind gar nicht so unähnlich zu diesen Superabsorbern, die in der Babywindel drin sind. Das sind auch Polymernetzwerk-Partikel, das ist typischerweise ein Granulat, das elektrische Ladungen enthält und sehr stark in Flüssigkeit, so nenne ich es jetzt mal, quillt, und eigentlich ziemlich ähnlich ist wie das Material, das wir benutzen, nur, dass es ein weiteres Feature noch hat, es ist thermisch schaltbar.“
Und so soll die Entsalzung mithilfe von Polymernetzwerken funktionieren:
Die Partikel saugen sich im Salzwasser voll und dehnen sich aus. Dabei nehmen sie nur das Wasser auf, das Salz kann nicht eindringen. So werden Wasser und Salz voneinander getrennt und das Salz lässt sich abschöpfen. Entscheidend hierfür ist die elektrische Ladung der Partikel.
Prof. Sebastian Seiffert, Chemiker
„Wenn diese Polymerketten geladen sind, stoßen sie dabei Salz ab, das auch Ladungen enthält, auch aus Ladungen besteht. Und einfach aufgrund von elektrischer Abstoßung wird das Salz daran gehindert einzudringen.“
Wenn sich die Partikel wieder zusammen ziehen, entweicht das entsalzene Wasser. Doch damit sie das tun, ist Energie nötig. Die liefert der natürliche Tag-Nacht-Rhythmus. Bei niedriger Temperatur, also nachts, quellen die Partikel auf. Am Tag, bei hoher Temperatur, ziehen sie sich wieder zusammen und stellen so frisches Trinkwasser für die Bevölkerung bereit.
Das Projekt wird gefördert durch ein Programm des Bundesforschungsministeriums für Wassertechnologien im mittleren Osten. Noch befindet sich das Ganze in der Laborphase. Im nächsten Schritt soll ein Prototyp entstehen, dafür suchen die Forscher gerade einen Partner aus der Industrie. Dann gilt es auszutüfteln, wie sich zum Beispiel das Salz nach der Aufspaltung möglichst effizient abschöpfen lässt. Sebastian Seifferts Wunsch: den vielen Millionen Menschen auf der Welt helfen, die von Dürre und Wasserknappheit betroffen sind.
Prof. Sebastian Seiffert, Universität Mainz
„Es ist vor allem geeignet für Regionen oder Länder, die keinen Zugang zu größeren, etablierten Osmose-Anlagen haben wie das beispielsweise Israel hat. Also Länder, die wirtschaftlich nicht so stark sind und wo die Bevölkerungsstruktur so ist, dass große Landstriche sehr zersiedelt bewohnt sind.“
Die neue Technologie soll nicht nur energieeffizienter, sondern vor allem auch kostengünstiger sein und damit eine Lösung für einzelne Haushalte oder kleine Dörfer.