Solaranlage macht Meerwasser trinkbar und gewinnt Lithium

Meerwasserentsalzung klingt nach einer einfachen Lösung für Wasserknappheit – doch die gängigen Verfahren haben einen Haken. Bei der Umkehrosmose oder thermischen Destillation bleibt am Ende eine hochkonzentrierte Salzlauge übrig, die oft einfach ins Meer zurückgeleitet wird. Das schädigt die Meeresumwelt, weil der Salzgehalt steigt und der Sauerstoffgehalt sinkt. Zudem sind die Verfahren energieintensiv und benötigen chemische Zusätze zur Wasseraufbereitung.

Ein Team um den Physikprofessor Chunlei Guo von der University of Rochester hat nun eine Alternative entwickelt, die diese Probleme umgeht. Die neue Solar-Entsalzungsanlage besteht aus schwarzen Metallplatten, die mit einem Femtosekundenlaser so bearbeitet wurden, dass sie extrem lichtabsorbierend und wasseranziehend sind. Das Wasser wird in einer dünnen Schicht über die Platten geführt, wo es durch die Sonnenwärme verdampft. Die zurückbleibenden Salze und Mineralien wandern dabei an die unbehandelten Ränder der Platte – ein Effekt, der als „Kaffeering-Effekt“ bekannt ist. So bleibt die aktive Fläche frei und die Anlage reinigt sich selbst.

Die Forscher testeten ihr System mit Wasserproben aus dem Pazifik, Atlantik und Indischen Ozean und konnten fast das gesamte Salz in fester Form zurückgewinnen. Das ist nicht nur gut für die Umwelt, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten: Statt die Salze zu entsorgen, lassen sich daraus wertvolle Rohstoffe gewinnen – darunter Lithium, das für Elektroauto-Batterien und Smartphones benötigt wird. In einem weiteren Experiment mit Wasser aus dem Großen Salzsee in Utah konnten die Forscher etwa die Hälfte des Lithiums aus den Salzen extrahieren.

„Lithium aus der Erde zu gewinnen, ist energie- und umweltintensiv“, sagt Guo. „Lithium direkt aus Salzwasser zu gewinnen, könnte ein wichtiger zukünftiger Weg sein.“ Die Technologie sei skalierbar und könnte sowohl die globale Trinkwasserversorgung verbessern als auch eine nachhaltigere Rohstoffquelle schaffen. Die Arbeit wurde unter anderem von der National Science Foundation und der Bill & Melinda Gates Foundation gefördert.