Solarbetriebene Wasseraufbereitung

Frisches Wasser ist ein kostbares Gut, das sorgfältig verwaltet werden muss, insbesondere in ländlichen Gebieten von Entwicklungsländern, deren Abwasserbehandlungsoptionen begrenzt sind. In der Land- und Fischindustrie, entfernen beispielsweise Standardfiltration und mikrobielle Abwasserbehandlungen nicht alle organischen Stoffe aus recyceltem Wasser.

Das EU-finanzierte Projekt "Photocatalytic materials for the destruction of recalcitrant organic industrial waste" (PCATDES) nutzt Sonnenlicht, um organische Schadstoffe aus Abwasser zu entfernen. Dieser photokatalytische Ansatz zielt auf die letzte Stufe der Wasseraufbereitung und soll Reststoffe aus Ölpressen und Chemikalien aus Fisch-/Garnelenzucht entfernen.

Die Strahlungsenergie von ultraviolettem Licht wird oft verwendet, um Wasser zu reinigen, da sie durch schädigende freie Sauerstoffradikale Pathogene entfernen. Dieses Reinigungsverfahren kann mithilfe eines Photokatalysators verstärkt werden, einem lichtaktivierten Material, das Licht absorbiert und die erhöhte Energie an andere Moleküle weitergibt.

Ein häufig verwendeter Photokatalysator ist Titandioxid, das bei Lichtaktivierung mit Wasser reagiert und Hydroxyl-Radikale bildet, die organische Moleküle zerstören. Um die Energie aus der photokatalytischen Reaktion zu erhöhen, verwendet PCATDES kommerziell erhältliche lichtemittierende Dioden (LED), die im energiereichen violett-blauen Bereich des Spektrums arbeiten.

Nach der Bewertung von Aktivität und Stabilität der verbesserten Photokatalysatoren entwerfen und bauen die Forscher standardisierte LED-beleuchtete Photoreaktoren. Als nächstes werden sie den Prototyp-Reaktor hochskalieren und im Feld testen, wobei der Schwerpunkt auf Palmöl- und Fischindustrie liegt.

Übergeordnetes Ziel von PCATDES ist es, einen kostengünstigen, energieeffizienten, automatisierten und portablen photokatalytischen Reaktor für die Abwasserbehandlung in abgelegenen Gebieten zu liefern. Neben der Gewinnung neuer Erkenntnisse über photokatalytische Materialien wird das Projekt bei seinem Abschluss den Zugang der Weltbevölkerung zu sauberem und sicherem Trinkwasser verbessern.