Nieuwe techniek voor het maken van drinkwater

Onderzoekers van Monash Universiteit in Melbourne, Australië, hebben een nieuwe techniek ontwikkeld voor het maken van drinkwater. Ze gebruiken metaalorganische raamwerken (MOF’s) die opgeloste ionen uit brak of zout water verwijderen, zodat zoet water ontstaat. De MOF’s kunnen snel worden geregenereerd, met zonlicht. Zodat uiteindelijk met behulp van zonlicht zoet water uit zout water wordt gemaakt. Zoals de onderzoekers zeggen: ‘het proces is duurzaam, gebruikt weinig energie en kost weinig’. Om het echt te gebruiken moet het nog wel worden opgeschaald.

Drinkwater is een eerste levensbehoefte

MOF’s bestaan uit een organische stof met metaalionen. Ze vormen kristallijne, poreuze structuren en hebben het grootste oppervlak van elk bekend materiaal. In dit geval gebruiken de onderzoekers MIL-53 (sponsachtig aluminium tereftalaat) waarin zij een ‘spiro’-stof laten polymeriseren; in dit geval spiropyranacrylaat. Deze stof heet ‘spiro’ omdat hij twee koolstofringen heeft die op één atoom met elkaar verbonden zijn en daardoor loodrecht op elkaar staan. In het donker, of bij bestraling met UV-licht, springt de ‘spiro’binding open en vormt daarbij een zogenaamd zwitter-ion. Dit is een molecuul met op één plek een pluslading en op een andere plek een minlading. De pluslading vangt de negatieve ionen af uit het zoute water, de minlading de positieve ionen. Bij bestraling met zichtbaar licht herstelt de spiro-binding zich en wordt het zout ‘uit de spons gedrukt’. De spiro is dan geregenereerd en het materiaal kan nieuw water ontzilten. Dit alles heel goed uitgelegd op de site van scientias.nl.

Zoet water is dringend nodig. Volgens scientias.nl is een derde van de wereldbevolking niet zeker van zijn drinkwater. En dit wordt erger. Men verwacht dat in 2025 1,8 miljard mensen leven in gebieden met absolute waterschaarste. Iets waaraan ook de klimaatverandering bijdraagt. Daarom bestaat er veel aandacht voor het maken van zoet water uit zeewater. Het probleem met de bestaande technieken is dat ze duur zijn en veel energie vragen. Het meest gebruikt is de omgekeerde osmose, waarbij zout water door een membraan wordt geperst waar de opgeloste stoffen niet doorheen kunnen. Het reinigen van de membranen is altijd een probleem, dat komt bovenop het hoge energiegebruik en de traagheid van het proces.

Nu nog opschalen

De nieuwe methode heeft veel voordelen ten opzichte van de bestaande praktijk. Het proces gaat snel, kan goed worden uitgevoerd op basis van zonne-energie en heeft geen uitgebreide infrastructuur nodig. En het werkt ook op kleine schaal. Met deze techniek zullen we dus ook water kunnen ontzilten in afgelegen gebieden zonder goede infrastructuur. ‘Onze methode is misschien een deel van een wereldwijde oplossing voor het waterprobleem,” zegt onderzoeksleider Huanting Wang tegen scientias.nl. Maar hij kijkt nog verder. Hij hoopt dat de op zonlicht reagerende MOF’s op nog meer manieren zonne-energie kunnen oogsten. Voorlopig concentreren de onderzoekers zich op opschaling van de techniek. Geen kleine klus, zoals de geschiedenis leert. Maar als het zover is, zal deze uitkomst bieden voor miljoenen mensen op de wereld die het momenteel nog met weinig schoon drinkwater moeten stellen.

Interessant? Lees dan ook:
Zonne-energie wordt dominant in de energievoorziening
De circulaire economie, een maatschappij zonder infrastructuur?
Van monocultuur van zonnepanelen naar meervoudig landgebruik