21.08.2013 (fjh)
Für seinen wegweisenden Beitrag zur Umwelttechnologie wird der Chemiker Prof. Dr. Ulrich Tallarek von der Philipps-Universität geehrt. Das "World Technology Network“ hat ihn als Anwärter auf den "World Technology Award“ in der Kategorie "Environment“ nominiert. Der Preis wird am Freitag (15. November) verliehen.
Der Marburger Hochschullehrer hat eine effektive Methode zur Entsalzung von Meerwasser vorgestellt. Die Vereinten Nationen schätzen, dass ein Drittel der Weltbevölkerung in Regionen lebt, in denen Mangel an Trinkwasser herrscht. Dieser Anteil wird sich bis zum Jahr 2025 voraussichtlich verdoppeln.
Salzwasser gibt es hingegen in Hülle und Fülle. Es macht 97 Prozent der Wassermenge auf der Erde aus.
Dass Meerwasser ungenießbar ist, liegt an einfachem Kochsalz, wie man es im Supermarkt kaufen kann. Es besteht aus positiv geladenen Natrium-Ionen und negativ geladenen Chlorid-Ionen.
Was läge näher, als das Trinkwasserproblem zu lösen, indem man Meerwasser entsalzt? "Dagegen spricht, dass Verfahren wie die Verdampfung und anschließende Kondensation des Wassers immense Energiemengen verbrauchen“, erläuterte Tallarek.
Das selbe gilt für die sogenannte "Umkehrosmose". Dabei pressen leistungsfähige Pumpen das Meerwasser mit hohem Druck durch feine Membranen, die das Salz zurückhalten und nur das reine Wasser hindurchlassen.
Tallareks Team und die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Richard M. Crooks an der University of Texas at Austin nutzen für ihren Ansatz die elektrolytischen Eigenschaften von Meerwasser aus. Das Salzwasser strömt dabei durch verzweigte Mikrokanäle. Wo sie sich gabeln, befindet sich eine Elektrode.
Dort wird ein sehr kleiner Teil der Chlorid-Ionen des Meerwassers zu Chlor oxidiert. "Es bildet sich lokal eine Zone, die an Ionen verarmt ist“, erläuterte Tallarek. "Dadurch entsteht ein elektrischer Feldgradient, durch den elektrisch geladene Teilchen – seien es einfache Ionen oder organische Materie – an der Kanalverzweigung abgelenkt werden.“
Während sich in der Abzweigung Salz anreichert, fließt im anderen Kanalarm teilentsalztes Wasser. Tallareks Arbeitsgruppe führte numerische Simulationen durch, die zeigen, wie das neuartige Verfahren funktioniert und in Hinblick auf Entsalzungs- und Kosteneffizienz optimiert werden kann. Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift "Angewandte Chemie International Edition“.
"Das Verfahren benötigt so wenig Energie, dass eine einfache Batterie für den Betrieb des Systems ausreicht“, erklärte Tallarek. Im Unterschied zu den bislang üblichen Entsalzungsmethoden kommt die neue Technik ohne teure und empfindliche Membranen aus, die zu verkeimen und verstopfen drohen, wodurch sich der Prozess zusätzlich verteuert. Auch eine aufwendige Vorbehandlung entfällt. "Nicht zuletzt gestalten sich der Aufbau und Betrieb der Anlage so einfach, dass viel weniger Kapital benötigt wird, um die Vorrichtung vielfach parallel zu schalten“, betonte der Chemiker.
Die "World Technology Awards“ werden jährlich in zahlreichen Kategorien vergeben. Ausgelobt wurden sie vom "World Technology Network“ in Verbindung mit Institutionen wie den Zeitschriften "TIME“, "Fortune“ und "Science“ sowie dem Fernsehsender CNN. Die Verleihung erfolgt zum Abschluss des "World Technology Summit“ in New York.
Tallarek ist gemeinsam mit seinem Koautor Richard Crooks nominiert. Die Entscheidung in der Kategorie „Umwelt“ fällt zwischen ihnen und fünf weiteren Finalisten.
pm: Philipps-Universität Marburg
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