Zonnepanelen die zout scheiden bij ontzilting ^{CEFR B2}

Veel kustgemeenschappen gebruiken ontzilting om drinkwater te produceren, maar veel methoden vergen veel energie, vragen chemische voor- en nabehandeling en laten geconcentreerde pekel achter. Onderzoekers van de University of Rochester ontwikkelden een zonne-energiegestuurd ontziltingsconcept dat deze nadelen aanpakt met laserbewerkte, zwarte metalen panelen.

Met femtosecondenlasers brachten zij patronen aan die het oppervlak uiterst lichtabsorberend en extreem capillair maken. Een laserbehandeld actief gebied trekt een dunne waterfilm aan, absorbeert zonlicht en destilleert water terwijl zouten naar een onbehandeld passief gebied worden verplaatst. Kleine groeven en het koffiekringeffect zorgen dat mineralen afschuiven in plaats van een afsluitende korst te vormen, zodat het actieve gebied niet verstopt raakt.

In tests met monsters uit de Stille Oceaan, de Atlantische Oceaan en de Indische Oceaan leverde het systeem zoet water en deponeerde vrijwel alle zouten als vaste stoffen. Die vaste zouten kunnen later worden ingezameld voor keukenzout of andere mineralen. In verwant werk plaatsten de onderzoekers waterstoftitaninaat-nanodeeltjes in de groeven om lithium van andere zouten te scheiden; bij monsters uit Great Salt Lake wonnen ze ongeveer 50% van het lithium uit de achtergebleven zouten.

Hoofdonderzoeker Chunlei Guo en collega’s publiceerden de resultaten in Light: Science & Applications en Journal of Materials Chemistry A. Het team meldt dat de technologie is aangetoond in kleine proof-of-conceptapparaten en van nature schaalbaar is. De aanpak kan het energieverbruik verlagen, chemische toevoegingen vermijden en pekelafval beperken, terwijl de toegang tot drinkwater verbetert en duurzamere materiaalketens voor mineralen ontstaan. Het onderzoek kreeg steun van de National Science Foundation, de Bill & Melinda Gates Foundation en Worldwide Universities Network.