Mittels der neuartigen Methode der Zink-Luft-Entsalzung (ZAD) können Industrieabwässer besser gereinigt werden. Das Verfahren ermöglicht es, eine "wesentlich größere Menge an Salz aus dem Wasser" zu entfernen, teilt das Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM) mit. Damit wird dem steigenden Salzgehalt in Flüssen entgegengewirkt und parallel werden auch Grundwasser und Seen besser geschützt.
Um das sogenannte Brackwasser von Salzen zu reinigen, werden elektrochemische Verfahren genutzt. Diese Verfahren kommen gänzlich ohne Zusatz von Chemikalien aus. Zudem gelten sie als energieeffizient.
So funktioniert das Verfahren
Die neue Methode soll die dritte Generation der Entsalzung durch Elektrochemie einläuten. Inspiriert wurde es von der Metall-Luft-Batterietechnologie. "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", erläutert Volker Presser, Leiter des Programmbereichs Energie-Materialien am INM.
Die Entsalzungsleistung mit dem ZAD-Verfahren schafft 1300 mg Salz pro Gramm Elektrodenmaterial zu entziehen. Zum Vergleich: Die Faradaic-Deionisation(FDI)-Methode, die seit 2012 angewandt wird, entfernt rund 200 mg Salz. Damit soll es nur ein Schritt in Richtung einer neuen Technologiefamilie entfernt sein. Die INM-Innovation könne sich auch auf andere Metall-Luft-Batteriesysteme erweitern lassen. Presser ist sich sicher: "Nur solche neuen Methoden werden in der Lage sein, Energiewende und nachhaltige Wassernutzung miteinander zu verbinden."
Die Methoden im Vergleich
Das elektrochemische Verfahren der ersten Generation, die Wasseraufbereitung mittels Ionenelektrosorption (Capacitive Deionisation, CDI) ist seit 1960 bekannt. Hier kommen Elektroden aus Aktivkohle zum Einsatz und die Salzausbeute liegt bei etwa 20 mg bezogen auf ein Gramm Elektrodenmaterial. Bei dem seit 2012 eingesetzten Verfahren der zweiten Generation FDI werden sogenannte Ladungstransfermaterialien verwendet, wie man sie auch in Batterien findet. Mit dieser neuen Methode konnte die Menge der abgeschiedenen Salze immerhin schon um das Zehnfache gesteigert werden.
