Neues Gerät kann Salzwasser 1000-mal schneller filtern als bestehende Methoden: Forschung

Wissenschaftler haben ein Gerät entwickelt, das Salzwasser tausendmal schneller filtert als herkömmlich genutzte Geräte. Im industriellen Maßstab wird Meerwasser durch den Entsalzungsprozess trinkbar gemacht. Dazu gehört die Entfernung von Salz zur Gewinnung von Frischwasser, das in Pflanzen weiterverarbeitet und zum Trinken oder zur Bewässerung verwendet wird. In einer kürzlich durchgeführten Studie haben Wissenschaftler eine neue Methode entwickelt, um Salzwasser schneller und effektiver zu reinigen.

Wissenschaftler, in einer kürzlich veröffentlichten Studie Wissenschaft, haben eine neue Methode entwickelt, um Salzwasser schneller und effektiver zu reinigen. Sie nutzten auf raffinierte Weise fluorbasierte Nanostrukturen und trennten erfolgreich das Salz vom Wasser.

Associate Professor Yoshimitsu Itoh von der Fakultät für Chemie und Biotechnologie der Universität Tokio und seine Kollegen untersuchten zunächst das Potenzial von Fluorpipelines oder -kanälen im Nanomaßstab.

„Wir waren neugierig zu sehen, wie effektiv ein Fluor-Nanokanal beim selektiven Filtern verschiedener Verbindungen, insbesondere Wasser und Salz, sein könnte. Und nachdem wir einige komplexe Computersimulationen durchgeführt hatten, entschieden wir, dass es die Zeit und Mühe wert war, ein funktionierendes Muster zu erstellen.“ sagte Itoh.

Die Forscher haben nanoskopische Fluorringe chemisch hergestellt, gestapelt und in eine ansonsten undurchdringliche Lipidschicht implantiert und Testfiltrationsmembranen hergestellt. Diese Struktur war den organischen Molekülen in Zellwänden ähnlich.

Mehrere Testproben wurden mit Nanoringen mit einer Größe im Bereich von 1 bis 2 Nanometern entwickelt. Anschließend untersuchte Itoh das Vorhandensein von Chlorionen auf beiden Seiten der Membran, die neben Natrium ein Hauptbestandteil von Salz sind.

Laut Itoh stellten sie fest, dass die kleinere Testprobe funktionierte, da sie eingehende Salzmoleküle erfolgreich zurückwies. „Es war aufregend, die Ergebnisse aus erster Hand zu sehen“, sagte Itoh. Er stellte auch fest, dass auch die größeren besser abschnitten als andere Entsalzungsmethoden, einschließlich Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Filter.

Die auf Fluor basierenden Filter reinigen nicht nur das Wasser, sondern erledigten die Arbeit laut Itoh mehrere tausend Mal schneller als industrielle Geräte. Sogar die auf Kohlenstoff-Nanoröhren basierenden Entsalzungsgeräte seien 2,400-mal langsamer als die Fluor-Entsalzungsgeräte, fügte er hinzu. Darüber hinaus erfordert das neue Verfahren weniger Energie für den Betrieb und ist handlich in der Anwendung.

Itoh betonte jedoch, dass die Synthese des in der Probe verwendeten Materials selbst energieintensiv sei. Er hoffte ferner, in der kommenden Forschung an diesem Aspekt arbeiten und die Gesamtkosten für den Betrieb des Geräts senken zu können.