Wissenschaftler verwandeln Meerwasser in Trinkwasser ohne giftiges Sole

Technik, Energie und Einsatz

Ein mit Laser behandeltes aktiver Bereich auf dem Panel zieht eine dünne Schicht Meerwasser über seine Oberfläche. Das Material fängt nahezu die gesamte einfallende Sonnenenergie ein, erwärmt das Wasser und treibt die Verdunstung an.

Während das Wasser destilliert wird, werden gelöste Salze und Mineralien aus dem aktiven Bereich entfernt und in unbehandelten Bereichen des Panels abgelagert, die als passive Zone bezeichnet werden. Durch die Ableitung verhindert das System eine Ablagerung, die sonst die kontinuierliche Süßwasserproduktion beeinträchtigen könnte.

Guo weist darauf hin, dass mehrere solarthermische Entsalzungstechnologien in Laborversuchen mit vereinfachtem Meerwasser aus Wasser und Natriumchlorid vielversprechende Ergebnisse gezeigt haben. In diesen Tests bildet sich Natriumchlorid als poröse, körnige Kristalle aus, während das Wasser verdampft.

Wasser kann dennoch durch diese Strukturen

Wasser kann dennoch durch diese Strukturen fließen, wodurch sich das Salz wieder auflösen kann, und die Paneele sind relativ leicht zu reinigen. Reales Meerwasser ist jedoch deutlich komplexer. Neben Natriumchlorid enthält es eine breite Palette an gelösten Mineralien.

Magnesium- und calciumbasierte Verbindungen kristallisieren beispielsweise häufig in dichte, krustenartige Ablagerungen, die den Wasserfluss blockieren. Im Laufe der Zeit können sich diese Ablagerungen auf Entsalzungsflächen ansammeln und den Prozess wirkungslos machen.

Das gleiche Phänomen tritt im Alltag auf, wenn sich Mineralablagerungen im Inneren eines Duschkopfs bilden oder Kalk im Wasserkessel entsteht. Meerwasser enthält einfach deutlich höhere Konzentrationen gelöster Salze. Um dieses Problem zu lösen, hat das Team aus Rochester mikroskopische Rillen in die schwarze Metalloberfläche eingearbeitet.

Was die Studie zeigt

Das Design fördert es, dass Salze und Mineralien sich, statt sich dort anzusammeln. Die Forscher nutzten zudem einen bekannten physikalischen Effekt, um die Trennung zu optimieren. In die mikroskopischen Rillen der schwarzen Metalloberfläche integrierten sie Hydrogentitanat-Nanopartikel.

Diese Partikel selektieren Lithium und lassen andere Salze zurück. „Der Abbau hat sich als sehr energie- und umweltschädlich erwiesen; daher könnte die direkte Gewinnung sehr wichtige zukünftige Route sein", so Guo.

Mit Wasserproben aus dem Großen Salzsee in Utah gelang es dem Team, etwa 50 Prozent des im Salzgemisch enthaltenen Lithiums zurückzugewinnen, das nach der Entsalzung übrig bleibt. Dies stellt eine mögliche Lösung für Herausforderungen bei der Wasserversorgung und der Mineralgewinnung dar.

Moegliche Anwendungen

Obwohl die Technologie bisher nur an kleinen Proof-of-Concept-Geräten demonstriert wurde, ist Guo der Ansicht, dass sie für größere Anwendungen skaliert werden kann.

Bei erfolgreicher Ausweitung des Ansatzes könnte der Zugang zu Trinkwasser weltweit verbessert werden, gleichzeitig aber eine nachhaltigere Quelle für wichtige Mineralien wie Lithium geschaffen werden. Die Forschung wurde vom National Science Foundation, der Bill & Melinda Gates Foundation und dem Worldwide Universities Network unterstützt.

Zusätzliche Mitwirkende aus dem Institut für Optik der University of Rochester waren der Senior Scientist Subash Singh, der Alumni Ran Wei '24 (PhD), die Doktoranden Luheng Tang und Tianshu Xu sowie Mingjiang Ma.

Technik, Energie und Einsatz

Die Ergebnisse wurden in zwei Publikationen vorgestellt: „Additive-freie und salzablassfreie solarthermische Entsalzung mit gleichzeitiger vollständiger Mineralgewinnung aus Meerwasser" (Light: Science & Applications, 27.

Mai 2026) und „Schnelle Lithiumgewinnung durch solarthermische Grenzflächendampfung mit null flüssigem Abwasser" (Journal of Materials Chemistry A, 13. Februar 2026).