Entsalzen mit Sonnenlicht

Verdunstet Meerwasser, bleibt eine Salzkruste zurück. Was in Salinen durchaus erwünscht ist, stört bei der Gewinnung von Trinkwasser. In der Fachzeitschrift „Nature Communications“ stellen Wissenschaftler um Thomas Cooper vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge nun eine neue Entsalzungsanlage vor, die Meerwasser mithilfe von Sonnenlicht effizient in Süßwasser umwandelt – dank kontaktlosem Verdunsten ganz ohne salzige Ablagerungen.

Prototyp der solaren Entsalzungsanlage

Ihren Prototyp statteten Cooper und seine Kollegen mit einer dunklen Oberfläche aus, die Sonnenlicht absorbiert und sich dadurch aufheizt. An der Unterseite dieser Schicht brachte das Team ein spezielles Material an, das bei höheren Temperaturen bevorzugt infrarotes Licht aussendet. Die Wärmestrahlung trifft in der Anlage auf Salzwasser, das in einer dünnen Schicht unmittelbar unter dem Emitter zirkuliert. Infolgedessen erhitzt sich das Wasser auf über 100 Grad Celsius. Der dabei entstehende Wasserdampf lässt sich nun über kleine Kanäle ableiten, abkühlen und zu salzfreiem Trinkwasser kondensieren. „Mit diesem kontaktlosen Design umgehen wir das Problem störender Ablagerungen auf dem Absorbermaterial“, erläutert Cooper.

Ihren Prototyp testeten die Wissenschaftler sowohl im Labor mit künstlichem Sonnenlicht als auch während eines Sonnentags auf dem Dach ihres Instituts. Von kühlendem Wind abgeschirmt heizte sich die Absorberschicht schnell auf und das eingespeiste Salzwasser verdampfte wie erwartet. Der Wasserdampf erreichte dabei sogar Temperaturen von bis zu 133 Grad Celsius. Die Effizienz ihrer solaren Entsalzungsanlage liege bei rund 25 Prozent, schätzt das Team um Cooper. Ein Modul mit einer Größe von einem Quadratmeter könne an einem sonnigen Tag etwa zweieinhalb Liter an Trinkwasser gewinnen.

Die hohen Dampftemperaturen eröffnen den Wissenschaftlern zufolge auch weitere Anwendungen über die reine Trinkwassergewinnung hinaus. Denn der knapp 140 Grad heiße Wasserdampf ließe sich in entlegenen Regionen zum Kochen, Waschen und sogar zur Sterilisation von medizinischen Instrumenten nutzen. „Nach diesen Grundlagenversuchen wollen wir nun die Effizienz des Systems weiter erhöhen und dann die am besten geeigneten Anwendungen ermitteln“, so Cooper.