(Meaghan Skinner Photography/Moment/Getty Images) Technologie, die salziges Meerwasser umwandeln kann oder Brackwasser in sicheres, sauberes Trinkwasser umzuwandeln, hat das Potenzial, das Leben von Millionen von Menschen auf der ganzen Welt zu verändern, weshalb so viele Wissenschaftler damit beschäftigt sind, an entsprechenden Projekten zu arbeiten mach genau das .
Nun könnte eine neue Innovation, die von Wissenschaftlern in Australien entwickelt wurde, die bisher vielversprechendste sein, die Forscher nutzen metallorganisches Gerüst Verbindungen (oder MOFs) zusammen mit Sonnenlicht, um Wasser in nur einer halben Stunde zu reinigen. Dabei kommt ein Verfahren zum Einsatz, das effizienter ist als bestehende Techniken.
Es ist billig, stabil, wiederverwendbar und produziert Wasser, das den Anforderungen entspricht Weltgesundheitsorganisation (WHO)-Standards für Entsalzung . Aus einem Kilogramm (2,2 Pfund) MOF-Material können nach ersten Tests etwa 139,5 Liter (fast 37 Gallonen) sauberes Wasser pro Tag hergestellt werden.
Bereits nach vier Minuten Sonneneinstrahlung gibt das Material alle aufgenommenen Salzionen aus dem Wasser ab und ist wieder einsatzbereit. Das Team hinter dem neuen Verfahren gibt an, dass es mehrere Verbesserungen gegenüber bestehenden Entsalzungsmethoden bietet.
„Thermische Entsalzungsprozesse durch Verdampfung sind energieintensiv, und andere Technologien wie die Umkehrosmose haben eine Reihe von Nachteilen, darunter einen hohen Energieverbrauch und den Einsatz von Chemikalien bei der Membranreinigung und Entchlorung.“ sagt der Chemieingenieur Huanting Wang von der Monash University.
„Sonnenlicht ist die am häufigsten vorkommende und erneuerbare Energiequelle auf der Erde.“ „Unsere Entwicklung eines neuen Entsalzungsverfahrens auf Adsorptionsmittelbasis unter Nutzung von Sonnenlicht zur Regeneration bietet eine energieeffiziente und umweltverträgliche Lösung für die Entsalzung.“
Die Forscher schufen ein neues MOF namens PSP-MIL-53, das teilweise aus einem Material namens MIL-53 bestand, das bereits für seine Reaktion auf Wasser und Kohlendioxid bekannt ist.
Während es ist auf keinen Fall Als erste Forschungsarbeit wurde die Idee vorgeschlagen, mithilfe einer MOF-Membran das Salz aus Meer- und Brackwasser zu entfernen. Diese Ergebnisse und das dahinter stehende PSP-MIL-53-Material werden Wissenschaftlern zahlreiche weitere Möglichkeiten zur Erforschung bieten.
MOFs sind im Allgemeinen sehr poröse Materialien – nur ein Teelöffel des Materials kann im komprimierten Zustand eine Fläche von der Größe eines Fußballfelds abdecken – und dieses neue System könnte möglicherweise in Rohre und andere Wassersysteme eingebaut werden, um sauberes Trinkwasser zu produzieren .
„Entsalzung wurde eingesetzt, um der zunehmenden Wasserknappheit weltweit entgegenzuwirken“, sagt Wang . „Aufgrund der Verfügbarkeit von Brackwasser und Meerwasser und der Zuverlässigkeit der Entsalzungsprozesse kann aufbereitetes Wasser mit minimalen Gesundheitsrisiken in bestehende Wassersysteme integriert werden.“
Neue Lösungen können nicht schnell genug kommen – laut WHO Weltweit fehlt es rund 785 Millionen Menschen an einer sauberen Trinkwasserquelle im Umkreis von einer halben Stunde zu Fuß von ihrem Wohnort. Mit zunehmender Klimakrise wird dieses Problem immer schlimmer.
Mit Salzwasser als Ergänzung rund 97 Prozent Der Anteil des Wassers auf dem Planeten stellt eine riesige ungenutzte Ressource für lebensspendendes Trinkwasser dar, wenn Lösungen wie PSP-MIL-53 gefunden werden können, um es für den menschlichen Gebrauch geeignet und sicher zu machen.
Es ist nicht klar, wie nah die Forscher daran sind, ihr System in eine funktionierende, praktische Form zu bringen, aber es ist ermutigend zu sehen, dass neben den bereits verwendeten Ansätzen auch ein anderer Ansatz getestet wird ultraviolettes Licht , Graphenfilter , Und Sonnenschein und Hydrogele . Wissenschaftler suchen sogar nach Methoden, um Wasser zu gewinnen aus dem Nichts .
„Unsere Arbeit bietet einen spannenden neuen Weg für die Entwicklung funktioneller Materialien zur Nutzung von Solarenergie, um den Energiebedarf zu senken und die Nachhaltigkeit der Wasserentsalzung zu verbessern.“ sagt Wang .
„Diese auf Sonnenlicht reagierenden MOFs können möglicherweise weiter funktionalisiert werden, um energiearme und umweltfreundliche Methoden zur Gewinnung von Mineralien für einen nachhaltigen Bergbau und andere damit verbundene Anwendungen zu nutzen.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Nachhaltigkeit in der Natur .