Solar-Entsalzung mit Salzrückgewinnung ^{CEFR B2}

Viele Küstenregionen betreiben Entsalzungsanlagen, weil sie Meerwasser in Trinkwasser umwandeln müssen. Die Vereinten Nationen schätzen, dass Milliarden Menschen keinen sicher verwalteten Trinkwasserzugang haben. Konventionelle Verfahren wie Umkehrosmose und thermische Destillation verbrauchen viel Energie, erfordern chemische Vor- und Nachbehandlung und erzeugen konzentrierte Sole, deren Einleitung lokale Salzgehalte erhöht und den Sauerstoffgehalt im Meer senkt.

Ein Team der University of Rochester entwickelte ein solarbetriebenes System mit schwarzen Metallplatten, die mittels Femtosekundenlasern geätzt wurden, sodass die Oberfläche sehr lichtabsorbierend und stark kapillarwirksam ist. Die laserbehandelte aktive Zone zieht eine dünne Wasserschicht an, nutzt Sonnenlicht zur Destillation und transportiert gelöste Salze in eine unbehandelte passive Zone. Winzige Rillen sorgen dafür, dass Mineralien sich abscheren statt eine blockierende Kruste zu bilden, und der sogenannte Kaffeering-Effekt hilft, Salze beim Verdunsten in die passive Zone zu bewegen.

Tests mit Proben aus Pazifik, Atlantik und Indischem Ozean erzeugten Süßwasser, während fast 100% der Salze als Feststoffe abgelagert wurden. In verwandten Arbeiten setzten die Forschenden Hydrogen‑Titanat‑Nanopartikel in den Rillen ein, um Lithium zu separieren; aus Proben des Great Salt Lake gewannen sie etwa 50% des Lithiums aus den zurückbleibenden Salzen.

Leitender Forscher Chunlei Guo und Kolleginnen veröffentlichten die Ergebnisse in Light: Science & Applications und im Journal of Materials Chemistry A. Guo betont, dass die Technik in kleinen Proof‑of‑Concept‑Geräten gezeigt wurde und grundsätzlich skalierbar sei. Der Ansatz könnte den Energiebedarf senken, chemische Zusätze vermeiden, Soleabfall reduzieren, den Zugang zu Trinkwasser verbessern und nachhaltigere Lieferketten für Mineralien ermöglichen. Die Forschung wurde von der National Science Foundation, der Bill & Melinda Gates Foundation und dem Worldwide Universities Network gefördert.