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Zink-Luft-Entsalzung ermöglicht effektive Entfernung von Salz aus dem Wasser

Zink-Luft-Entsalzung ermöglicht effektive Entfernung von Salz aus dem Wasser
Prof. Dr. Volker Presser (Foto: Uwe Bellhäuser)
15.04.2020 − 

Mit der Zink-Luft-Entsalzung (ZAD) können bei der Wasserentsalzung im Vergleich zu bisherigen Verfahren wesentlich größere Mengen Salz aus dem Wasser entfernt werden. Zu diesem Ergebnis sind Forscher des Leibniz-Instituts für Neue Materialien (INM) in Saarbrücken gekommen. Wie das Institut mitteilte, habe die Forschungsgruppe unter Leitung von Prof. Volker Presser damit einen Durchbruch auf dem Gebiet der elektrochemischen Wasserentsalzung erzielt. Die neuartige Methode haben sie im Fachjournal Electrochemistry Communications vorgestellt.

Elektrochemische Verfahren seit 1960 bekannt

Elektrochemische Verfahren zur Reinigung von Brackwasser kommen ohne Zusatz von Chemikalien aus, erklärte das Institut. Zudem seien sie sehr energieeffizient. Das elektrochemische Verfahren der ersten Generation, die Wasseraufbereitung mittels Ionenelektrosorption (Capacitive Deionisation, CDI) sei seit 1960 bekannt. Hierbei kämen Elektroden aus Aktivkohle zum Einsatz. Die Salzausbeute liege bei etwa 20 mg bezogen auf ein Gramm Elektrodenmaterial. Bei dem seit 2012 eingesetzten Verfahren der zweiten Generation (Faradaic Deionisation, FDI) werden sogenannte Ladungstransfermaterialien verwendet, wie man sie auch in Batterien findet. Mit dieser neuen Methode konnte die Menge der abgeschiedenen Salze um das Zehnfache gesteigert werden.

Höhere Entsalzungskapazitäten durch höhere Ladungsspeicherkapazität 

„Um noch höhere Entsalzungskapazitäten zu erreichen, ist es notwendig, elektrochemische Prozesse und Materialien mit einer wesentlich höheren Ladungsspeicherkapazität zu nutzen, da die Salzentfernung direkt mit dieser Eigenschaft korreliert“, erläuterte Materialwissenschaftler Presser. „Bei der Suche nach einer elektrochemischen Entsalzungstechnologie der dritten Generation ließen wir uns von der Metall-Luft-Batterietechnologie inspirieren und führten die Zink-Luft-Entsalzung ein“, sagte Pattarachai Srimuk, Erstautor des Artikels und Postdoc am INM. Die daraus resultierende Entsalzungsleistung sei mit 1.300 mg pro Gramm Elektrodenmaterial allen bisher berichteten CDI- und FDI-Verfahren weit überlegen und eröffne neue Wege und Möglichkeiten.

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