Trinkwasser und Wertstoffe aus Meer möglich

Membranen neuer Entsalzungsanlagen liefern auch Metalle und Dünger äußerst zuverlässig

Einbau der Membran in ein Labor-Elektrodialysegerät (Foto: Marcin Szczepanski, umich.edu)

Ann Arbor (pte013/16.04.2025/11:30)

Mit einem verbesserten Elektrodialyseverfahren reduziert Jovan Kamcev von der University of Michigan den salzhaltigen Abfall, die Sole, drastisch. Das ist dem Team mit neuartigen Membranen gelungen, die mehr elektrische Ladungen aufnehmen können als bisher. Die Sole wird bisher entweder zurück ins Meer geleitet oder in Becken, in denen das Wasser durch die Sonneneinstrahlung verdunstet. Laut UN fallen weltweit täglich über 140 Mrd. Liter Sole an.

Seltene Metalle findbar

Mit dem neuen Verfahren wird die Sole so stark konzentriert, dass das Wasser in technischen Verdunstungsanlagen in kurzer Zeit entfernt wird. Übrig bleibt ein Mix aus verschiedenen Salzen und Wertstoffen wie Metallen, die genutzt werden können: Magnesium, Lithium und Kalium, Basismaterial für Dünger.

Selbst Seltenerdmetalle, deren Verfügbarkeit China als Reaktion auf die Zollpolitik des US-Präsidenten Donald Trump reduziert, lassen sich in den eingedampften Solen finden, meinen die Wissenschaftler.

Ladungen bremsen Ionen

"In der Entsalzungsindustrie gibt es einen großen Drang nach einer besseren Lösung. Unsere Technologie könnte dazu beitragen, dass Entsalzungsanlagen nachhaltiger werden, indem sie weniger Abfall produzieren und gleichzeitig weniger Energie verbrauchen", so Kamcev.

Salze und Metalle liegen im Wasser in Form von Ionen vor. Das sind elektrisch geladene Atome, denen Elektronen fehlen - dann sind sie positiv geladen - oder einen Elektronenüberschuss haben - dann sind sie negativ geladen.

Mithilfe elektrisch aufgeladener Membranen lassen sich die Ionen stoppen. Elektrisch neutrales Wasser kann dagegen passieren und als Trinkwasser genutzt werden. Aus der hochkonzentrierten Sole wird dann das Wasser ausgetrieben.

Membran reduziert Abfall

Der entscheidende Fortschritt besteht in der Entwicklung der Membran. Die Forscher haben diese so verbessert, dass sie elektrisch aktiver sind als die, die bisher eingesetzt werden. Das bedeutet, dass die Ionen zuverlässiger zurückgehalten werden, auch wenn deren Konzentration sehr hoch ist.

Bisher gelingt es den Salz- und Metallteilchen mit steigender Konzentration der Sole, durch die Poren der Membranen zu schlüpfen und das Trinkwasser zu verseuchen. Deshalb muss der Entsalzungsprozess vorzeitig abgebrochen werden. Die Folge: Pro Liter Trinkwasser bleiben 1,5 Liter Sole übrig.

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