Erst Windeln, dann Pflanzsubstrat – jetzt Wasserfilter: Superabsorber haben das Zeug zum Wunderstoff. Chemiker des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickeln ein Verfahren, die Quellpartikel zur Meerwasserentsalzung einzusetzen. Das könnte vielen der rund 700 Millionen Menschen helfen, die heute keinen ausreichenden Zugang zu Trinkwasser haben.

Meerwasser entsalzen Techniker heute mit Destillation und Umkehrosmose. Beide Verfahren verschlingen aber viel Energie – vor allem in armen Ländern ist das kaum bezahlbar. In Karlsruhe probieren daher Manfred Wilhelm und sein Doktorand Johannes Höpfner Superabsorber einzusetzen. Das sind Stoffe, die bis zum Hundertfachen ihrer Masse Wasser einlagern und fest binden können. Die Wissenschaftler entdeckten nun, dass die Superabsorber beim Quellen nur einen Teil des Salzes auf nehmen und beim Auspressen salzarmes Wasser abgeben. „Mit ihrem Verfahren können sie den Salzgehalt in einem Durchlauf um mehr als ein Drittel reduzieren“, beschreibt das Institut die Wirkung des Filters.

Basis ist ein Hydrogel auf Acrylsäurebasis: kugelförmige, vernetzte Polymere. Diese besitzen elektrisch geladene Molekülgruppen.

Beim trockenen Material ist die Ladungsdichte hoch – und sorgt dafür, dass das Salz zunächst abgestoßen wird und vor allem Wasser eindringt. Quillt das Netz weiter auf, wird die Ladungsdichte geringer und Salz dringt ein. „An diesem Punkt drehen wir den Prozess um: Wir pressen das aufgequollene Hydrogel mechanisch wieder aus, ähnlich wie einen Schwamm“, sagt Johannes Höpfner. „Das Wasser hat dann gegenüber Meerwasser bereits einen deutlich reduzierten Salzgehalt.“ Der Salzgehalt von Meerwasser entspricht 35 Gramm Natriumchlorid pro Liter. „Wir wollen im ersten Durchlauf auf zehn Gramm kommen, im zweiten auf drei und im dritten schließlich auf ein Gramm pro Liter – das ist eine Menge, die man trinken kann“, so Manfred Wilhelm.

Noch stehen die Forscher am Beginn ihrer Versuchsreihen. Dennoch gibt es bereits reges Interesse von Firmen an dieser Meerwasserentsalzung. Sie könnte damit eine besser skalierbare Alternative zu den herkömmlichen Verfahren darstellen. „Wir schaffen die naturwissenschaftlichen Grundlagen, eine entsprechend größere Anlage zu entwickeln, wäre dann Aufgabe für Chemieingenieure und Maschinenbauer“, sagt Manfred Wilhelm. Bei möglichen Anwendungen denkt er aber vor allem an Nischen, beispielsweise eine Kartusche, die es ermöglicht, Meerwasser von Hand auszupressen und so mobil und unkompliziert Trinkwasser zu gewinnen.

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