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Neues solarbetriebenes Wasseraufbereitungssystem könnte Millionen einsparen

Neues solarbetriebenes Wasseraufbereitungssystem könnte Millionen einsparen


Ein Stück Papier könnte einen kostengünstigen revolutionären Schritt zur Wasserreinigung darstellen. Die Rohstoffe für diese Solaranlage kosten immer noch nur etwa 2 USD pro Quadratmeter.

[Bildquelle: Universität in Buffalo]

Ein Forschungsteam des Buffalo-Campus der State University of New York (SUNY) entwickelte die Technologie. Solarstills gibt es seit Hunderten von Jahren in verschiedenen Stilrichtungen, und der Prozess ist relativ einfach. Der still nutzt die Sonnenwärme, um das Wasser zu verdampfen. Der Dampf wird dann eingeschlossen und kondensiert in einem separaten Behälter ohne Verunreinigungen. Feuchtigkeitsfallen entfernen die Verunreinigungen.

"Mit äußerst kostengünstigen Materialien konnten wir ein System entwickeln, das die Sonnenenergie während der Verdampfung nahezu maximal nutzt. Gleichzeitig minimieren wir den Wärmeverlust während dieses Prozesses", sagte der leitende Forscher Qiaoqiang Gan, außerordentlicher Professor für Elektrotechnik.

Das neue Gerät verfügt über drei einzigartige Komponenten. Die Papierbasis ist ein faserreiches Papier, das dem zur Herstellung von Währungen verwendeten ähnlich ist. Dieses Papier wird mit einem Rußpulver beschichtet, einem billigen Pulver, das durch unvollständige Verbrennung von Öl oder Teer entsteht. Das Papier absorbiert wie eine Serviette Wasser und der Kohlenstoff absorbiert das Sonnenlicht. Blöcke aus Polystyrolschaum werden zu 25 verbundenen Stücken geschnitten. Dieser Schaum wirkt als Isolator und Barriere, um zu verhindern, dass das Sonnenlicht das Wasser überhitzt.

Die Forschung des Teams hilft dabei, einige der verbleibenden Probleme mit herkömmlichen Solarstills zu lösen - nämlich die Kosten. Nanomaterialien, mit denen die Sonnenstrahlen besser genutzt werden, kosten Hunderte von Dollar. Dies bedeutet, dass die Nanotechnologie zwar effizient ist, für den Einsatz in Entwicklungsländern und Gebieten mit niedrigem Einkommen jedoch höchst unpraktisch ist.

[Bildquelle: Wikipedia Creative Commons]

"Menschen, denen ausreichend Trinkwasser fehlt, setzen seit Jahren Solarstills ein. Diese Geräte sind jedoch ineffizient", sagte Haomin Song, Doktorand bei UB und einer der Mitautoren der Studie. "Beispielsweise verlieren viele Geräte wertvolle Wärmeenergie durch Erhitzen der Bulk-Flüssigkeit während des Verdampfungsprozesses. In der Zwischenzeit sind Systeme, die optische Konzentratoren wie Spiegel und Linsen benötigen, um das Sonnenlicht zu konzentrieren, teuer."

Es ist nicht nur billig. Die Technologie ist hocheffizient. Nur 12 Prozent der verfügbaren Energie gehen beim Verdampfen verloren. Das Team schreibt in seiner Forschung, dass dieser geringe Verlust beispiellos ist. Testergebnisse zeigen, dass die noch drei bis 10 Liter Wasser pro Tag erzeugen. Dies kann als Verbesserung gegenüber aktuellen Standbildern angesehen werden, die täglich zwischen einem und fünf Litern produzieren.

2013 berichteten die Vereinten Nationen, dass 783 Millionen Menschen keinen Zugang zu sauberem Wasser haben. Obwohl diese Zahlen leicht zurückgegangen sind, besteht das Problem weiterhin. Jedes Jahr sterben zwischen sechs und acht Millionen Menschen an Wasserqualität oder Zugangsproblemen. Initiativen, die versuchen, diese Zahl zu verringern - egal ob groß oder klein -, drängen kontinuierlich auf eine bessere Zukunft für Millionen.

"Die Solaranlage, die wir noch entwickeln, ist ideal für kleine Gemeinden und ermöglicht es den Menschen, ihr eigenes Trinkwasser zu erzeugen, ähnlich wie sie ihren eigenen Strom über Sonnenkollektoren auf ihrem Hausdach erzeugen", sagte Zhejun Liu, Gastwissenschaftler bei UB, Doktorand an der Fudan University und einer der Co-Autoren der Studie.

Für weitere Informationen können Sie das vollständige Papier online über lesen Wiley Online-Bibliothek.

Quelle: SUNY Buffalo

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