Graphenfilter für Trinkwasser aus dem Meer

Sauberes Trinkwasser gilt weltweit als wertvolle Ressource. Viele Regionen haben keinen ausreichenden Zugang dazu. Durch die Folgen der Klimaerwärmung und die steigende Weltbevölkerung wird sich die Situation in den nächsten Jahren verschärfen. Da rund 70% der Erde von Ozeanen bedeckt sind, würde es sich anbieten, Trinkwasser aus dem Meer zu gewinnen. Die vorhandenen Technologien zur Entsalzung und Aufbereitung des Wassers sind allerdings noch immer kostspielig und energieintensiv. Wissenschaftler aus Manchester haben nun ein Sieb aus Graphen entwickelt, das die Entsalzung von Meerwasser erheblich erleichtern würde.

Öffnungen kleiner als ein Nanometer filtern Salz aus Meerwasser

Graphen gilt seit seiner Entdeckung im Jahr 2004 als Wundermaterial, mit dem vollkommen neue Technologien möglich erscheinen. Man versteht darunter eine wagenartig orientierte Kohlenstoffstruktur, die nur eine Atomlage dick ist. Bereits seit Jahren wird an Anwendungen als Alternative für Silizium in Computerchips oder Solarzellen gearbeitet. Seine besonderen mechanischen Qualitäten und die hohe elektrische Leitfähigkeit macht Graphen jedoch auch im Bereich der Displaytechnologie interessant.

Bei der Filterentwicklung machen sich die britischen Forscher das chemische Derivat Graphenoxid zunutze. Gelöst in einer Tinte wird Graphenoxid auf eine poröse Fläche aufgetragen, es entstehen Membrane mit Öffnungen kleiner als einem Nanometer. Die Öffnungen lassen Wasser passieren, filtern aber das Salz zuverlässig heraus. Die größte Herausforderung der Wissenschaftler bestand darin, das Quellen des Graphenoxidmembrans unter Wassereinfluss zu verhindern, was die Porengröße erweitern würde. Sie beschichteten beide Seiten der Membrane mit Epoxidharz und verhinderten somit das Aufquellen.

„Wir konnten zum erste Mal nachweisen, dass wir die Größe der Poren in der Membran kontrollieren und so Wasser entsalzen konnten“, erläutert Rahul Nair von der Universität Manchester. Nun wird an der Marktfähigkeit der Entwicklung gearbeitet. Insbesondere wollen die Verantwortlichen die Entwicklung auf Werkstoffe übertragen, die bereits am Markt vorhanden sind.

Kompletter Forschungsbericht in Nature Nanotechnology unter: www.nature.com