Solaranlage macht Meerwasser billiger als Flaschenwasser

Die Meerwasserentsalzung ist eine der großen Hoffnungen für wasserarme Regionen – doch bisher scheitert sie oft an den Kosten. Herkömmliche Anlagen nutzen die sogenannte Umkehrosmose: Sie pressen Meerwasser durch eine feine Membran, die das Salz zurückhält. Das klingt einfach, aber der Prozess verschlingt so viel Energie, dass nur reiche Länder wie Saudi-Arabien ihre gesamte Wasserversorgung darauf stützen können.

Ein Team von Materialwissenschaftlern am Institut für Verfahrenstechnik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Universität Shenzhen hat nun einen anderen Weg gefunden: Sie setzen auf solarbetriebene Verdunstung. Die Idee ist nicht neu – Sonnenwärme verdunstet Wasser, das Salz bleibt zurück. Bisher scheiterte die Methode jedoch an den Materialien: Die feinen, lichtabsorbierenden Pulver verklumpten, und die organischen Polymere wurden spröde und rissen.

Die chinesischen Forscher ließen sich von einem Knopf inspirieren. Sie konstruierten Nanokügelchen, die wie Fäden durch die Löcher eines Knopfes aufgereiht werden können. Das Ergebnis ist ein Gewebe aus Milliarden dieser Mikrokügelchen, das extrem robust und langlebig ist – selbst unter Bedingungen, die eine stürmische Küste simulieren. Die Kugeln reflektieren das Licht gegenseitig und steigern so die solarthermische Effizienz auf 90,2 Prozent. Das reicht aus, um das Wasser so stark zu erhitzen, dass die Verdunstung mit maximaler Geschwindigkeit läuft.

In einem einjährigen Test produzierte das Gerät täglich 5,3 Gallonen (etwa 20 Liter) Trinkwasser in WHO-Qualität. Damit bewässerten die Forscher auf einer Fläche von 50 Quadratfuß (knapp 5 Quadratmeter) das ganze Jahr über Pak Choi, Bohnen und Mais. Ihre Berechnungen zeigen: Wird die Anlage hochskaliert, könnte sie nach zwei Jahren Betrieb Trinkwasser zu Kosten liefern, die unter denen der Abfüllung von Flaschenwasser liegen.

Die Forscher arbeiten nun daran, die Kondensationseffizienz zu verbessern und die Systemkosten zu senken. Ihr Ziel ist es, die Technologie in wasserarmen Küstenregionen, auf Inseln und in abgelegenen Gebieten einzusetzen. Die rund 400 Entsalzungsanlagen am Persischen Golf repräsentieren den Großteil der weltweiten Forschung auf diesem Gebiet – doch die neue Methode könnte die Abhängigkeit von energieintensiven Verfahren beenden.