Forscher der University of Rochester haben ein neues, solarbetriebenes Entsalzungssystem entwickelt, das effizient Meerwasser in Süßwasser umwandelt, ohne schädliche Salzlauge zu produzieren. Die Technologie hat auch das Potenzial, wertvolle Mineralien wie Lithium zurückzugewinnen.
Schätzungen der Vereinten Nationen zufolge haben weltweit etwa 2,2 Milliarden Menschen keinen Zugang zu sicher verwaltetem Trinkwasser. Entsalzungsanlagen werden in Regionen wie Kalifornien und dem Nahen Osten zunehmend eingesetzt, um Wasserknappheit zu bekämpfen, aber aktuelle Methoden erzeugen oft ein hochkonzentriertes salziges Abfallprodukt, die sogenannte Salzlauge, die marine Ökosysteme schädigen kann.
Das Team der University of Rochester, unter der Leitung von Chunlei Guo, Professor für Optik und Physik und Senior Scientist am Laboratory for Laser Energetics der URochester, entwickelte einen alternativen Ansatz, der in einer in *Light: Science & Applications* veröffentlichten Arbeit beschrieben wird. Das System nutzt die solarthermische Entsalzung, die darauf ausgelegt ist, Süßwasser ohne flüssige Salzlauge oder die Notwendigkeit einer chemischen Vorbehandlung des Meerwassers zu erzeugen.
Der Kern der Technologie liegt in Solarzellen, die aus schwarzem Metall bestehen, das mit Femtosekundenlasern behandelt wurde – Pulsen, die eine Billionstel Sekunde dauern. Diese Laser verändern präzise die Materialoberfläche und erzeugen mikroskopische Strukturen, die die Wechselwirkung von Licht und Wasser verbessern. Die Laserbehandlung maximiert die Solarabsorption und verleiht superbenetzende Eigenschaften, die es dem Wasser ermöglichen, sich schnell über die Oberfläche auszubreiten, anstatt Tropfen zu bilden.
Jedes Panel verfügt über einen laserbehandelten aktiven Bereich, der eine dünne Schicht Meerwasser über seine Oberfläche zieht. Das dunkle Metall absorbiert fast die gesamte einfallende Sonnenstrahlung und erwärmt das Wasser.
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