Giftiges Wasser wird sicher und trinkbar

Eine Erfind­ung in der Flüs­sig­met­all-Chemie kön­nte dabei helfen, ein Zehn­tel der Welt­bevölkerung kostengün­stig mit sauberem Trinkwass­er zu ver­sor­gen. Das fan­den Forsch­er der UNSW Syd­ney und des RMIT in Mel­bourne in ein­er bahn­brechen­den Studie heraus.

Forsch­er von der Uni­ver­si­ty of New South Wales in Syd­ney und des Roy­al Mel­bourne Insti­tute of Tech­nol­o­gy haben eine rev­o­lu­tionäre und gün­stige Meth­ode entwick­elt, Fil­ter herzustellen, die mit Schw­er­met­allen kon­t­a­miniertes Wass­er in weni­gen Minuten in sicheres Trinkwass­er verwandeln.

Prof. Kourosh Kalan­tar-zadeh, seit kurzem an der UNSW tätig, und seine früheren Kol­le­gen am RMIT kon­nten zeigen, dass Nano-Fil­ter aus Alu­mini­u­mox­id gün­stig und mit extrem geringem Energieaufwand mit Hil­fe von flüs­sigem Gal­li­um hergestellt wer­den können.

Der Haup­tau­tor Dr. Ali Zav­abeti (RMIT) und Prof. Kalan­tar-zadeh erk­lären, dass ein Stück Alu­mini­um, welch­es bei Zim­mertem­per­atur in flüs­siges Gal­li­um gelegt wird, schnell an der Ober­fläche des Gal­li­ums Schicht­en von Alu­mini­u­mox­id bildet. Sie ent­deck­ten, dass die Schicht­en des Alu­mini­u­mox­ids sehr porös waren. Sie kon­nten nach­weisen, dass Alu­mini­u­mox­id geeignet ist, sowohl Schw­er­met­all-Ionen als auch Ölver­schmutzun­gen in noch nie da gewe­sen­er Geschwindigkeit zu fil­tern.

Prof. Kalan­tar-zadeh, der kurz nach seinem Beitritt in die UNSW School of Chem­i­cal Engi­neer­ing mit dem ARC Aus­tralian Lau­re­ate Fel­low­ship aus­geze­ich­net wurde, sagt, dass die kostengün­sti­gen und trag­baren Fil­ter, die durch den neuen Prozess hergestellt wer­den, von Men­schen genutzt wer­den kön­nen, die bish­er keinen Zugang zu sauberen Trinkwass­er hät­ten. Sie kön­nten damit Blei und andere giftige Schw­er­met­alle in weni­gen Minuten herausfiltern.

„Weil es sehr porös ist, wird das Wass­er sehr schnell durchge­filtert”, so Pro­fes­sor Kalan­tar-zadeh. „Blei und andere Schw­er­met­alle sind eng ver­wandt mit Alu­mini­u­mox­id. Wenn das Wass­er die Mil­liar­den Schicht­en durch­läuft, wird jedes einzelne Blei-Ion von den Alu­mini­u­mox­id-Schicht­en ange­zo­gen. Zugle­ich ist die Meth­ode sehr sich­er, denn auch nach wieder­holter Nutzung kann das Wass­er die Schw­er­met­al­lio­nen nicht vom Alu­mini­u­mox­id lösen”.

Prof. Kalan­tar-zadeh ist der Ansicht, dass die Tech­nolo­gie in Afri­ka und Asien beson­deres gut an den Orten einge­set­zt wer­den kann, an denen die Konzen­tra­tion von Schw­er­met­al­lio­nen im Wass­er beson­ders hoch – und damit für Men­schen schädlich — ist. Es wird geschätzt, dass 790 Mil­lio­nen Men­schen, also ein­er von zehn der gesamten Welt­bevölkerung, keinen Zugang zu sauberem Wass­er haben.

„Wenn die Wasserqual­ität schlecht ist, nimm ein­fach einen dieser Fil­ter”, so Prof. Kalan­tar-zadeh. „Man schüt­tet das kon­t­a­minierte Wass­er in eine Flasche mit einem Alu­mini­u­mox­id-Fil­ter. Dann wartet man zwei Minuten, und das durch den Fil­ter gelaufene Wass­er ist sauber und trinkbar. Und das Gute daran ist, dass der Fil­ter auch noch gün­stig ist.”

Es gäbe zwar bere­its trag­bare Fil­ter, die Schw­er­met­alle aus dem Wass­er fil­tern, aber diese seien im Ver­gle­ich teuer. Sie kosteten oft mehr als 100 Dol­lar. Im Gegen­satz dazu kön­nten die Alu­mini­u­mox­id-Fil­ter, die mit flüs­sigem Gal­li­um hergestellt wer­den, für nur 10 Cent pro­duziert wer­den, was sie für mögliche zukün­ftige Inve­storen inter­es­sant macht.

„Um Alu­mini­u­mox­id herzustellen, musste man Alu­mini­um bis­lang auf über 1.000 Grad erhitzen oder andere energiein­ten­sive Prozesse nutzen”, sagt Prof. Kalan­tar-zadeh. „Es würde eigentlich sehr viel Energie kosten, etwas wie diesen Fil­ter herzustellen, wodurch der Prozess sehr teuer wäre. Jet­zt reden wir von etwas, was man sog­ar bei 35 Grad in der Sonne machen kann.”

„Während Alu­mini­um reich­lich vorkommt und bil­lig ist, ist Gal­li­um recht teuer. Aber was Gal­li­um in diesem Prozess zum Helden macht, ist die Tat­sache, dass es nach der Pro­duk­tion des Alu­mini­u­mox­ids rein und unverän­dert bleibt. Man fügt ein­fach Alu­mini­um zum Gal­li­um hinzu, und sobald es mit der Wasser­ober­fläche in Berührung kommt, erhal­ten wir Alu­mini­u­mox­id. Man kann das Gal­li­um wieder und wieder ver­wen­den. Gal­li­um reagiert nicht mit den anderen Stof­fen”, erk­lärt Prof. Kalantar-zadeh.

Prof. Kalan­tar-zadeh sagt, der Her­stel­lung­sprozess sei so gün­stig und benötige nur so wenig Energie, dass die Fil­ter sog­ar in der Küche hergestellt wer­den kön­nten. „Wir veröf­fentlichen dieses Konzept und machen es zum All­ge­meingut, damit alle Men­schen auf der Welt die Idee kosten­los nutzen und ihre Leben­squal­ität verbessern kön­nen”, so Prof. Kalantar-zadeh.

„Hier­bei geht es um ein neues Par­a­dig­ma. Wir haben noch nicht ein­mal damit ange­fan­gen her­auszufind­en, wir wir flüs­sige Met­alle als Basis für Dinge nutzen kön­nen, die gün­stig, grün und sich­er für die Men­schheit sind.”