Onderzoekers hebben een slimme zonne-techniek ontwikkeld die zeewater omzet in drinkwater zonder chemische middelen of vervuilende afvalstromen. Het kan bovendien lithium uit het water terugwinnen.
De vraag naar schoon drinkwater groeit wereldwijd snel, terwijl de beschikbare zoetwaterbronnen onder druk staan door droogte, bevolkingsgroei en vervuiling. Vooral kustgebieden grijpen daarom steeds vaker naar ontzilting van zeewater als oplossing.
Toch heeft de huidige technologie een groot nadeel. Installaties zoals omgekeerde osmose en thermische destillatie verbruiken veel energie en produceren grote hoeveelheden geconcentreerd zout afvalwater. Dit zogeheten “brine” wordt vaak terug in zee geloosd en kan lokale ecosystemen ernstig verstoren.
Zonlicht als directe watermaker
Onderzoekers van de University of Rochester hebben nu een alternatief ontwikkeld dat volledig draait op zonlicht. In plaats van complexe installaties gebruiken ze een speciaal bewerkt metaaloppervlak dat zonnestraling extreem efficiënt absorbeert.
Door een laserbehandeling op nanoschaal wordt het oppervlak zowel sterk lichtabsorberend als wateraantrekkend. Wanneer zonlicht op het materiaal valt, warmt het zeewater snel op en verdampt het. Die waterdamp wordt vervolgens opgevangen en omgezet in schoon drinkwater. Het opvallende verschil met bestaande systemen is dat er geen externe energiebron of chemische voorbehandeling nodig is. Alles gebeurt direct op het oppervlak zelf.
Grootste probleem van zonne-ontzilting opgelost
Een van de grootste problemen bij zonne-ontzilting is dat zouten en mineralen zich ophopen en het systeem verstoppen. De onderzoekers hebben dit opgelost met een slimme microstructuur in het metaal.
Tijdens het verdampingsproces worden zouten automatisch naar de randen van het oppervlak geduwd. Daar vormen ze een aparte zone waar ze niet in de weg zitten. Hierdoor blijft het actieve deel van het systeem schoon en kan het langdurig blijven werken zonder onderhoud.
Ook lithium uit zeewater
De technologie gaat echter verder dan alleen waterproductie. In vervolgonderzoek hebben de wetenschappers een extra laag nanopartikels toegevoegd die specifiek reageren op lithium in zeewater.
Dit maakt het mogelijk om lithium uit de resterende zoutstromen te halen. Dat is relevant, omdat lithium een cruciale grondstof is voor batterijen in elektrische voertuigen en energieopslag. Traditioneel wordt het gewonnen via mijnbouw of verdamping in zoutmeren, processen die veel ruimte, tijd en water kosten.
Dubbele oplossing
Volgens de onderzoekers kan deze aanpak op termijn twee problemen tegelijk aanpakken: het wereldwijde tekort aan schoon drinkwater en de groeiende vraag naar kritieke grondstoffen.
Omdat het systeem werkt met zonlicht en relatief eenvoudige materialen, wordt ook gekeken naar schaalbare toepassingen in droge kustregio’s. Als dat lukt, kan deze technologie een alternatief worden voor energie-intensieve ontziltingsinstallaties én een nieuwe bron voor duurzame lithiumwinning.
