Weltweit wird vermehrt an einfachen, günstigen Techniken zur Trinkwasseraufbereitung geforscht, um dem Problem des mangelnden Zugangs zu sauberem Trinkwasser zu begegnen. Viele Filtersysteme sind auf mechanische Filter oder auf Membranen angewiesen. Diese müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Forscher der Princeton University haben ein System zur Wasserreinigung entwickelt, das ganz ohne Filter auskommt und auf CO² basiert.


CO² reinigt Wasser

Das System besteht aus einer Silikon-Röhre, die am Ende in zwei Kanäle unterteilt ist. Silikon ist CO² durchlässig, weshalb das Gas unter Druck in die Röhre gelangen und sich mit dem dort fließenden Wasser verbinden kann. Diese Interaktion verändert den chemischen Zustand des Wassers – es wird etwas saurer und es entstehen Ionen.


Eines dieser Ionen ist ein positiv geladenes Wasserstoffatom, einanderes negativ geladenes Bikarbonat. Das Wasserstoffatom bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit in dem Wasser, während das Bikarbonat eher langsam unterwegs ist. Die Bewegungen dieser Moleküle erschaffen ein kleines elektrisches Feld. Da die meisten Partikel, die in dem Wasser gelöst sind, eine Ladung haben, sammeln sie sich auf einer Seite der Röhre. Das saubere Wasser ist neutral und verbleibt auf der anderen Seite. Wenn die Röhre sich in die zwei Kanäle teilt, wird das saubere Wasser von den Verunreinigungen getrennt.

Das System ist beliebig skalierbar

Abgesehen von den CO²-Flaschen hat das System keine beweglichen Teile. Bei Bedarf lässt sich das Silikon auch wieder auffangen und wiederverwenden, nachdem es durch das Wasser gewandert ist. Das überschüssige CO², das in dem gefilterten Wasser verbleibt, kann einfach ausgegast werden, indem das Wasser mit Luft in Verbindung gebracht wird – ähnlich wie bei jedem kohlesäurehaltigen Getränk.

Da das Design recht einfach und das Material inklusive des CO² relativ günstig ist, sehen die Forscher für ihr System großes Potential für die Wasserreinigung in Entwicklungsländern. Theoretisch könnte die Technologie auch in Entsalzungsanlagen eingesetzt werden, um Viren und Bakterien aus dem Wasser zu entfernen. Die Forscher sehen auch viele Einsatzmöglichkeiten im industriellen und wissenschaftlichen Bereich.

Das System kann unterschiedlich skaliert werden und so für die mobile Wasserreinigung oder in großen Anlangen eingesetzt werden. In Labortests erwies sich das System als drei mal so effizient wie vergleichbare normale Filteranlagen.

„“It is definitely able to scale up to a hundred liters per hour, which meets a practical household standard“, so Sangwoo Shin, der Hauptautor der Studie.

 

via Princeton University

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