Solaranlage gewinnt Trinkwasser und Lithium aus dem Meer

Die Welt hat ein Wasserproblem: Laut den Vereinten Nationen leben 2,2 Milliarden Menschen ohne Zugang zu sauberem Trinkwasser, und 3 Milliarden Menschen sind von schrumpfenden Wasserreserven betroffen. Viele trockene Regionen setzen daher auf Entsalzungsanlagen, die Meerwasser in Süßwasser umwandeln. Doch die bisherigen Verfahren sind nicht nur teuer und energiehungrig – sie produzieren auch große Mengen hochkonzentrierter Salzlauge, die ins Meer zurückgeleitet wird und dort ganze Ökosysteme zerstören kann.

Ein Team um den Physiker Chunlei Guo von der University of Rochester hat nun eine Lösung entwickelt, die gleich zwei Probleme auf einmal angeht. Ihr Gerät nutzt speziell behandelte Solarpanels, die fast das gesamte Sonnenlicht absorbieren und Wasser anziehen. Das Wasser verdunstet, wird destilliert und als sauberes Trinkwasser aufgefangen – ganz ohne Strom. Gleichzeitig werden die im Meerwasser gelösten Salze und Mineralien nicht einfach entsorgt, sondern gezielt abgeschieden. Die Forscher haben die Oberfläche der Panels mit winzigen Rillen versehen, die die Salze wie bei einem Kaffeefleck an den Rand transportieren. Dort können sie gesammelt werden.

In einer weiteren Studie zeigte das Team, dass sich das Verfahren sogar für die Gewinnung von Lithium eignet – einem begehrten Rohstoff für Akkus und Elektroautos. Dafür wurden Nanopartikel aus Wasserstofftitanat in die Rillen eingebettet, die Lithium-Ionen festhalten, während andere Salze weiterwandern. Bei Tests mit Wasser aus dem Großen Salzsee in Utah konnte das Gerät etwa die Hälfte des enthaltenen Lithiums extrahieren. „Lithium aus der Erde zu fördern, ist energetisch und ökologisch sehr aufwendig“, sagt Guo. „Es direkt aus Salzwasser zu gewinnen, könnte ein wichtiger Weg in die Zukunft sein.“

Die Technik ist noch im Laborstadium, aber die Ergebnisse sind vielversprechend. Anders als herkömmliche Entsalzungsanlagen produziert das Gerät keinen giftigen Abfall – alle Stoffe werden entweder als Trinkwasser oder als nutzbare Rohstoffe zurückgewonnen. Sollte sich das Verfahren im großen Maßstab bewähren, könnte es nicht nur die Wasserkrise in Küstenregionen lindern, sondern auch die umweltschädliche Lithiumförderung in Minen ersetzen. Die Forschung wurde in den Fachzeitschriften „Light: Science and Applications“ und „Journal of Materials Chemistry A“ veröffentlicht.