Eine Nanofasermembran könnte zur Lösung der Trinkwasserkrise beitragen

Koreanische Wissenschaftler behaupten, dass eine neue Entsalzungstechnik Meerwasser in wenigen Minuten trinkbar macht. Die Forscher verwendeten ein Membrandestillationsverfahren, das einen Monat lang zu einer Salzrückhaltung von 99,9 Prozent führte. Sie sagen, dass die Lösung im Falle einer Kommerzialisierung dazu beitragen könnte, die durch den Klimawandel verschärfte Trinkwasserkrise zu lindern. Nach Angaben der Vereinten Nationen sind weltweit mehr als drei Milliarden Menschen von Wasserknappheit betroffen, wobei die Menge an Süßwasser, die jeder Person zur Verfügung steht, innerhalb von zwei Jahrzehnten um ein Fünftel zurückgegangen ist.

Die neue Studie beschreibt eine Möglichkeit zur Reinigung von Meerwasser mithilfe einer Nanofasermembran als Salzfilter. Während Wissenschaftler in der Vergangenheit die Membrandestillation eingesetzt haben, stießen sie immer wieder auf ein massives Hindernis, das den Prozess verlangsamte. Wenn die Membran zu nass oder überflutet wurde, konnte sie das Salz nicht mehr abweisen. Es erübrigt sich zu erwähnen, dass dies ein zeitraubender Prozess war, der die Wissenschaftler dazu zwang, entweder zu warten, bis die Membran trocknete, oder zusätzliche Lösungen zu finden, wie etwa die Verwendung von Druckluft, um eingeschlossenes Wasser aus ihren Poren zu lösen.

Um diese Herausforderung zu meistern, wandte sich das koreanische Team zur Herstellung seiner dreidimensionalen Membran einer Nanotechnologie namens Elektrospinnen zu. Wissenschaftlich ausgedrückt verwendeten sie Polyvinylidenfluorid-co-Hexafluorpropylen als Kern und Silica-Aerogel gemischt mit einer geringen Konzentration des Polymers als Hülle, um eine Verbundmembran mit einer superhydrophoben Oberfläche herzustellen. Im Wesentlichen entstand dadurch ein Filter mit höherer Oberflächenrauheit und geringerer Wärmeleitfähigkeit, sodass er Wasser bis zu 30 Tage lang entsalzen kann. Der vollständige Bericht wurde im Journal of Membrane Science veröffentlicht.

„Die koaxiale elektrogesponnene Nanofasermembran hat ein großes Potenzial für die Behandlung von Meerwasserlösungen ohne Benetzungsprobleme und könnte für Membrandestillationsanwendungen im echten Maßstab geeignet sein“, sagt Dr. Yunchul Woo, Materialwissenschaftler am Korea Institute of Civil Engineering Gebäudetechnik, sagte. Er fügte hinzu, dass die Membran für „Membrandestillationsanwendungen im Pilotmaßstab und im realen Maßstab“ geeignet sein könnte.

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Die Hauptmethode zur Reinigung von Meerwasser ist derzeit die Umkehrosmose in den rund 20.000 Entsalzungsanlagen weltweit. Für den Betrieb dieser Anlagen sind jedoch große Mengen Strom erforderlich, außerdem entsteht als Abfallprodukt konzentrierte Sole, die typischerweise wieder ins Meer gekippt wird. Daher ist es kein Wunder, dass Wissenschaftler nach neuen Lösungen suchen, die nicht so kontraproduktiv sind.