MIT-Forscher haben ein leichtes Entsalzungsgerät entwickelt, das weniger als 10 kg wiegt und in der Lage ist, Partikel und Salze zu entfernen, um aus Meerwasser Trinkwasser herzustellen.
Das koffergroße Gerät benötigt im Betrieb weniger Strom als ein Handy-Ladegerät. Es kann sicher von einem kleinen tragbaren Solarpanel mit Strom versorgt werden und erzeugt Trinkwasser, das die Qualitätsstandards der WHO übertrifft. Noch nicht begeistert? Es ist auch äußerst intuitiv: Es funktioniert mit nur einer Taste.
Wie der „magische Koffer“ des MIT funktioniert
Im Gegensatz zu anderen tragbaren Entsalzungseinheiten (bei denen Wasser durch Filter und Umkehrosmoseprozesse geleitet werden muss) verwendet diese von MIT elektrische Energie, um Partikel aus Trinkwasser zu entfernen. Das bedeutet keine Filter – ein Faktor, der den langfristigen Wartungsaufwand erheblich reduziert.
Die Eigenschaften dieses Geräts (entwickelt in 10 Jahren Arbeit) machen es für abgelegene Gebiete geeignet: Kleine Gemeinden auf Inseln, Personal an Bord von Handelsschiffen, Opfer von Naturkatastrophen können viel einfacher frisches Wasser erhalten.
"Es ist der Höhepunkt der langen Reise, die meine Gruppe und ich unternommen haben", sagt der leitende Autor der in Science veröffentlichten Studie (Ich verlinke es dir hier). Wird genannt Jongyoon Han, und ist Professor für Elektrotechnik und Computertechnik am MIT.
„Wir haben jahrelang an der Physik hinter den einzelnen Entsalzungsprozessen gearbeitet, aber all diese Fortschritte in eine Box zu packen, ein System zu bauen und zu sehen, wie es mit echtem Meerwasser funktioniert, war eine wirklich sinnvolle und lohnende Erfahrung.“
Meerwasser filtern und entsalzen … ohne Filter zu verwenden
Um Meerwasser durch die Filter in handelsüblichen tragbaren Entsalzungsanlagen zu leiten, sind Hochdruckpumpen erforderlich, die nur schwer miniaturisiert werden können, ohne die Energieeffizienz zu beeinträchtigen.
Der MIT-"Koffer" basiert auf einer anderen Technik, genannt Polarisation der Ionenkonzentration (ICP) und vor über 10 Jahren von der Han-Gruppe entwickelt. Anstatt das Wasser zu filtern, legt der ICP-Prozess ein elektrisches Feld an Membranen über und unter dem Meerwasserstrom an. Membranen stoßen positiv oder negativ geladene Partikel, einschließlich Salzmoleküle, Bakterien und Viren, während sie fließen, ab. Die geladenen Teilchen werden in einen zweiten Wasserstrom geleitet, der schließlich abgeführt wird.
Der Prozess entfernt gelöste und suspendierte Feststoffe, sodass sauberes Wasser durch den Kanal fließen kann. Und da nur eine Niederdruckpumpe benötigt wird, verbraucht das ICP-System auch weniger Energie als andere Techniken.
Zur weiteren Verbesserung der EntsalzungDarüber hinaus umfasst das MIT-System auch einen zweiten Prozess, der als Elektrodialyse bekannt ist, um jedes kleine Partikel zu entfernen. Um das Bild abzurunden, die unvermeidliche Smartphone-App, die das Gerät drahtlos steuert und Echtzeitdaten über Energieverbrauch und Wassersalzgehalt meldet.
Die Tests am Strand
Nach Durchführung von Laborexperimenten mit Wasser mit unterschiedlichem Salzgehalt und unterschiedlicher Trübung testeten MIT-Forscher das Gerät im Feld in Carson Beach in der Nähe der Stadt Boston. Führen Sie den Schlauch direkt in das Meerwasser ein, klicken Sie auf eine Schaltfläche und legen Sie los. In weniger als 30 Minuten hatte das Gerät einen Plastikbecher mit klarem, trinkbarem Wasser gefüllt.
„Erfolg beim ersten Versuch. Beeindruckend. Es war, als wären all diese kleinen Fortschritte, die wir auf dem Weg gemacht haben, zusammen explodiert “, sagt Han.
Aus Meerwasser gewonnenes Trinkwasser hat, wie erwähnt, die Qualitätsrichtlinien der Weltgesundheitsorganisation bestanden. Es benötigt nur 20 Watt Leistung pro produziertem Liter entsalztem Wasser und erzeugt 0,3 Liter pro Stunde. Jetzt besteht die Herausforderung (wie bei allen Entsalzungstechnologien) darin, sie schneller zu machen, denke ich.
Ist dies geschehen, dient der „Zauberkoffer“ der Entsalzung des Meerwassers, aber auch dem schnellen Nachweis von Verunreinigungen im bereits trinkbaren Wasser. Es gibt noch einiges zu tun, aber der Weg ist immer der richtige und die Begeisterung groß.
Die Welt dürstet nach Zukunft.
