Solare Entsalzungssystem erzeugt Süßwasser und gewinnt Lithium zurück

Technik, Energie und Einsatz

Diese Mineralien neigen normalerweise dazu, harte, krustige Ablagerungen zu bilden, die gewöhnliche Solardestillationsanlagen schnell verstopfen können – vergleichbar mit Kalkablagerungen in Duschköpfen.

Um dieses Problem zu lösen, nutzten das Team aus Rochester ein Prinzip, das an das Verhalten üssigkeitstropfen erinnert: Beim Verdampfen strömt die Flüssigkeit nach außen zu den Rändern und lagert ihre suspendierten Partikel dort in einem Ring ab.

Die Mikrograte des Metalls wurden präzise so eingestellt, dass sie diese natürliche nach außen gerichtete Kraft lenken. Während das Meerwasser verdampft, drückt die sich ausdehnende Flüssigkeit die kristallisierenden Salze und Mineralien ßen in eine unbehandelte „passive" Zone am Rand des Panels.

Markt und Strategie

Das Gerät reinigt sich somit buchstäblich selbst und kann kontinuierlich betrieben werden, ohne dass es zu Verstopfungen kommt. Die Implikationen dieses Feststoff-Abfall-Ansatzes reichen weit über die Gewinnung können bestimmte Mineralien gezielt ansprechen, indem sie den Abfall in fester Form belassen.

In einer Schwesterstudie, die im Journal of Materials Chemistry A veröffentlicht wurde, hat das Team weiterentwickelt. Sie integrierten Hydrogentitanat-Nanopartikel direkt in die Lasergrate des Metalls. Diese Nanopartikel wirken wie winzige chemische Magnete und isolieren Lithium spezifisch übrigen Mineralien im Meerwasser.

Mit Wasserproben aus dem Großen Salzsee gelang es dem Team, etwa 50 Prozent des verfügbaren Lithiums aus den Rückständen nach der Entsalzung zu extrahieren. „Die Gewinnung hat sich aus energetischer und umwelttechnischer Sicht als sehr belastend erwiesen; daher könnte die direkte Entnahme sehr wichtige zukünftige Route sein", so Guo.

Technik und Auswirkungen

Da die Technologie nun in kleinen Geräten nachgewiesen wurde, hält Professor Guo das Superwicking-System für grundsätzlich skalierbar. Es bietet eine doppelte Lösung: die Verbesserung des globalen Zugangs zu Trinkwasser sowie den Aufbau nachhaltiger Lieferketten für kritische Mineralien. Die Ergebnisse wurden am 27.

Mai in der Zeitschrift „Light: Science & Applications" veröffentlicht.