Der Planet hat ein Wasserproblem.
Trotz all der Videos, die Sie von tobenden Flüssen und zweistelligen Regengüssen gesehen haben, liegt die größere Gefahr eher bei zu wenig als bei zu viel Wasser. Es ist eines der größten Paradoxe der Erde - ein Ort, an dem 70 Prozent seiner Oberfläche mit Flüssigkeit bedeckt sind und der von einer massiven Dürre bedroht ist. Bis 2030 könnte nach Angaben der Vereinten Nationen fast die Hälfte der Weltbevölkerung mit Wasserknappheit zu kämpfen haben.
Die Lösung könnte darin bestehen, die Entsalzung dramatisch zu beschleunigen, den jahrhundertealten Prozess, Meerwasser trinkbar zu machen, indem Salz daraus entfernt wird. Die Methode hat einen langen Weg zurückgelegt, seit die griechischen Seeleute Wasser gekocht und die destillierten trinkbaren Tröpfchen gesammelt haben. Nach Angaben der International Desalination Association gibt es heute weltweit knapp 18.500 Entsalzungsanlagen.
Die Technologie hat an einigen Stellen tiefgreifende Auswirkungen gehabt. In Israel stammt beispielsweise mehr als die Hälfte der Wasserversorgung des Landes aus Entsalzungsanlagen, darunter die hochmoderne Sorek-Anlage mit einem Wert von 500 Millionen US-Dollar südlich von Tel Aviv. Und im vergangenen Monat wurde in Australien die erste Farm der Welt in Betrieb genommen, die mit Solarenergie und entsalztem Wasser betrieben wurde.
Entsalzungsanlagen benötigen jedoch viel Energie, so dass die mit fossilen Brennstoffen betriebenen Anlagen für einen hohen Anteil an Treibhausgasen verantwortlich sein können. Ihr Abfallprodukt - die aus dem Meerwasser entnommene Sole - kann Meereslebewesen schädigen. Und sie können sehr teuer sein. Die größte Entsalzungsanlage in den USA wurde im vergangenen Jahr etwa 30 Meilen nördlich von San Diego eröffnet. Der Bau kostete etwa 1 Milliarde US-Dollar.
Ein anderer Versuch
Shane Ardo räumt ein, dass es nicht allzu lange her ist, dass er nicht viel über die Welt der Entsalzung wusste. Aber Ardo und sein kleines Forscherteam an der Universität von Kalifornien, Irvine, haben vielleicht eine Alternative zu großen, teuren Pflanzen gefunden, die an vielen Orten, an denen der Bedarf an frischem Wasser am größten ist, wie in der Subsahara, eigentlich keine Option sind Afrika.
Sie untersuchen, ob es möglich ist, Behälter aus Substanzen herzustellen, die das Salz aus dem Meerwasser nur mit Sonnenlicht entfernen können. "Stellen Sie sich vor, Sie könnten eine Plastikflasche in den Ozean tauchen und den Behälter vor Ihren Augen das Salz aus dem Wasser nehmen lassen", erklärt Ardo.
Eine solche magische Flasche ist immer noch sehr hypothetisch, aber auf der Grundlage seiner Forschungen glaubt Ardo, dass Membranen hergestellt werden können, die Licht absorbieren und dann mithilfe dieser Solarphotonen Salzionen aus dem Wasser befördern.
"Unsere gesamte Gesellschaft lebt von sich bewegenden Elektronen", sagt er. „Wir bewegen Elektronen in Drähten, um viele Dinge laufen zu lassen. Wir wissen auch, wie man Sonnenenergie nimmt, in angeregte Elektronen umwandelt und zum Laufen bringt. Aber um Prozesse wie die Entsalzung voranzutreiben, braucht man eigentlich keine Elektronen - man muss nur die Ionen bewegen und sie aus dem Wasser nehmen.
"Wir waren sehr aufgeregt darüber, was wir tun", fügt Ardo hinzu. „Niemand hat ein synthetisches Kunststoffmaterial genommen, um diese Art von Prozess, diese ionische Energieerzeugung, voranzutreiben. Als ich es mir ausgedacht habe, sah es auf dem Papier vernünftig aus. “
Auf der Suche nach Antworten
Die Laborarbeit der letzten Jahre lieferte mehr Unterstützung für seine Theorie, und in der vergangenen Woche erhielt Ardos Forschung einen großen Schub, als er von der Gordon and Betty Moore Foundation zum „Moore Inventor Fellow“ ernannt wurde und ein Stipendium in Höhe von 825.000 USD erhielt, um das Projekt voranzutreiben .
Ardo weiß, dass es kaum sicher ist, einen Behälter zu entwickeln, der Salzwasser selbst entsalzt. Aber er ist fest entschlossen, das Konzept weiter zu testen.
"Es gab Leute, die viele Fragen dazu gestellt haben, und das finde ich toll", sagt er. "Ich möchte, dass sie mich hart drängen. Wenn ich keine Antwort habe, muss ich nachforschen. Und wenn etwas unsere Idee brechen wird, möchte ich es wissen. Ich möchte keine Zeit damit verbringen." Etwas, das einen fundamentalen Grund hat, warum es falsch ist. Aber ich denke, wir haben etwas hier.
Ardo ist der Ansicht, dass durch die Entsalzung in einem relativ kleinen Container, den möglicherweise auch eine Person mit sich führen kann, die Kosten und die Umweltauswirkungen der Meerwasserumwandlung drastisch gesenkt werden könnten und auch ein praktikabler Weg für die Bereitstellung von Süßwasser geschaffen werden könnte, wo bebaubares Land und Geld vorhanden sind begrenzt.
Er gibt zu, dass es schwer vorherzusagen ist, wann ein solches Produkt tatsächlich existieren könnte. Einer der nächsten Schritte ist, dass er und sein Team beginnen, ihre eigenen Polymere von Grund auf neu zu produzieren, „nachdem wir eine gute Vorstellung davon haben, was zu tun ist.“ Er sagt, dass sie Farbstoffmoleküle herstellen müssen, die mehr Licht absorbieren können.
"Ich weiß nicht genau, wie die Anwendung aussieht", bemerkt Ardo. „Ich habe ein allgemeines Gefühl. Aber die Flugbahn ist wirklich aufregend und vielversprechend. Was mir gefällt, ist, dass wir diese Konvertierung auf eine neue Art und Weise betrachten können. Vielleicht werden wir mit meiner Gruppe, egal wie viel wir lernen, es nicht herausfinden. Vielleicht wird es ein Neurobiologe tun.
„Aber ich denke, wir können viel tun. Ich denke, das könnte eine große Sache sein. “
