Ein experimentelles solarbetriebenes Gerät könnte ein „Game-Changer“ bei der Bewältigung der aufkeimenden Wasser- und Energiekrisen auf der ganzen Welt sein, sagen Wissenschaftler.
Das schwimmende Panel kann kontaminiertes Wasser oder verschmutztes Meerwasser sowohl in Trinkwasser als auch in sauberen Wasserstoffbrennstoff umwandeln.
Das Gerät funktioniert netzunabhängig und könnte sich daher an Orten mit begrenzten Ressourcen als nützlich erweisen. Fast 2 Milliarden Menschen haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser und 775 Millionen leben weltweit ohne Strom.
Das von Forschern der Universität Cambridge entwickelte Hybridgerät ist von der Photosynthese inspiriert, dem Prozess, bei dem Pflanzen Sonnenlicht in Nahrung umwandeln.
Aber im Gegensatz zum „künstlichen Blatt“ – einem Gerät das sauberes Wasser braucht, um grünen Wasserstoff herzustellen – dieser Prototyp ist nicht so wählerisch. Die Wissenschaftler führten Tests mit Wasser aus dem Fluss Cam im Zentrum von Cambridge durch.
Das solarbetriebene Gerät kann schmutziges Wasser in sauberes Trinkwasser und Wasserstoffbrennstoff umwandeln
(CHANON PORNRUNGROJ/ARIFFIN MOHAMAD ANNUAR)
Ariffin Mohamad Annuar, Co-Autor der Studie, beschrieb es als ein einfaches Design, das gut mit Wasser aus einer Vielzahl von Quellen funktioniert.
„In abgelegenen Regionen oder Entwicklungsregionen, in denen sauberes Wasser relativ knapp ist und die für die Wasseraufbereitung erforderliche Infrastruktur nicht ohne weiteres verfügbar ist, ist die Wasserspaltung äußerst schwierig“, sagte er.
„Ein Gerät, das mit verunreinigtem Wasser arbeiten könnte, könnte zwei Probleme gleichzeitig lösen: Es könnte Wasser spalten, um sauberen Kraftstoff herzustellen, und es könnte sauberes Trinkwasser erzeugen.“
Das Team platzierte ein UV-Licht absorbierendes Panel auf einem schwimmenden Solardampfgenerator, der die Energie der Sonne nutzt, um verschmutztes oder salziges Wasser zu reinigen und grünen Wasserstoff zu produzieren.
Laut der neuen Studie blieb das Gerät stabil und funktionierte über 154 Stunden lang in Meerwasser und verschmutztem Wasser.
Bewohner einer Flussgemeinde tragen aufgrund der anhaltenden Dürre und hohen Temperaturen im letzten Monat in der Region des Flusses Solimoes im brasilianischen Bundesstaat Amazonas Lebensmittel und Behälter mit Trinkwasser mit sich. Die Klimakrise führt weltweit zu Dürren und Wasserknappheit
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„Es ist sehr tolerant gegenüber Schadstoffen und das schwimmende Design ermöglicht es dem Substrat, auch in sehr trübem oder schlammigem Wasser zu funktionieren“, sagte Dr. Chanon Pornrungroj, Co-Autor. „Es ist ein äußerst vielseitiges System.“
Das neue Gerät nutzt außerdem die Energie der Sonne stärker als frühere Versionen. „Der lichtbetriebene Prozess zur Herstellung von Solarkraftstoffen nutzt nur einen kleinen Teil des Sonnenspektrums – ein großer Teil des Spektrums bleibt ungenutzt“, sagte Mohamad Annuar.
Professor Erwin Reisner, der die Forschung leitete, warnte, dass sich das Gerät noch in einem frühen Entwicklungsstadium befinde, es aber vielversprechend sei.
„Die Klimakrise und Probleme im Zusammenhang mit Umweltverschmutzung und Gesundheit hängen eng zusammen, und die Entwicklung eines Ansatzes, der dabei helfen könnte, beides anzugehen, würde für so viele Menschen von entscheidender Bedeutung sein“, sagte Professor Reisner.