Entsalzung mit geschmolzenem Zinn erzeugt Süßwasser und wertvolle Metalle
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Redaktion der Website für technologische Innovationen - 14.05.2025
Die Technologie funktioniert sowohl mit Meerwasser als auch mit reiner Salzsole und kann nachgeschaltet zu bestehenden Entsalzungsanlagen eingesetzt werden. [Bild: Masatoshi Kondo/IST]
Solarthermische Entsalzung
Eine neue grüne Technologie, die vollständig mit Solarthermie betrieben werden kann, kann Meerwasser direkt entsalzen, ohne dass dabei Millionen Kubikmeter Salzlake als Nebenprodukt entstehen.
Der Mangel an Süßwasser ist ein bekanntes Problem, doch die derzeitigen Entsalzungsanlagen , die zur Lösung dieses Problems beitragen, leiten täglich etwa 140 Millionen Kubikmeter Salzlake ab. Salzlake enthält typischerweise konzentrierte metallische Elemente, doch die bestehenden Methoden zur Rückgewinnung dieser Metalle sind energieintensiv und erzeugen andere Arten gefährlicher Abfälle.
Toranosuke Horikawa und Kollegen am Tokyo Institute of Science in Japan entwickelten daraufhin eine Technik zur direkten Entsalzung von Meerwasser bzw. Salzlake mithilfe von flüssigem Metall, genauer gesagt geschmolzenem Zinn.
Das Team zeigte, dass diese Technologie entsalzte Sole von einer Umweltbelastung in eine wertvolle Ressource verwandelt: Neben der Herstellung des begehrten Süßwassers aus Meerwasser werden bei dem Verfahren auch die im Prozess entstehenden Metalle zurückgewonnen, die dann eine zusätzliche Einnahmequelle für die Anlage darstellen.
„Die vorgeschlagene Technologie zum Sammeln und Rückgewinnen metallischer Elemente aus der Sole der Meerwasserentsalzung kann auch zum Destillieren von arsenverseuchtem Grundwasser verwendet werden, ohne große Mengen Energie zu verbrauchen oder Abfall zu produzieren“, bemerkte Professor Masatoshi Kondo, Koordinator des Teams. Die Arsenverseuchung des Grundwassers ist ein weit verbreitetes Problem, das das Trinkwasser von Millionen von Menschen in vielen Regionen beeinträchtigt.
Die verschiedenen Metalle sind im Zinn eingeschlossen und werden durch fraktionierte Destillation entfernt. [Bild: Toranosuke Horikawa et al. - 10.2166/wrd.2025.100]
Entsalzung mit flüssigem Zinn
Bei diesem Verfahren wird eine etwa 300 °C heiße Oberfläche aus geschmolzenem Zinn mit Salzlake oder Salzwasser besprüht. Beim Kontakt mit dem flüssigen Metall verdunstet das Wasser sofort und es entsteht Süßwasser, während wertvolle Elemente wie Natrium, Magnesium, Kalzium und Kalium im Zinn verbleiben.
Wenn die geschmolzene Zinnablagerung gesättigt ist, wird sie in einen Hilfsbehälter gegossen, wo sie einem langsamen Abkühlungsprozess unterzogen wird, der dazu führt, dass bei bestimmten Temperaturen verschiedene metallische Elemente ausfallen und so ihre Rückgewinnung ermöglicht. Bei dieser fraktionierten Destillation beginnt zunächst Kalium auszufallen, gefolgt von Natrium, Calcium und schließlich Magnesium, wodurch die gezielte Rückgewinnung jedes Metalls ermöglicht wird.
Diese Technologie steht im Einklang mit mehreren Zielen der nachhaltigen Entwicklung und bietet einen Weg zum Schutz von Süßwasserressourcen und Metallen, ohne Sekundärmüll oder erhebliche Kohlenstoffemissionen zu erzeugen. Insgesamt bietet der Ansatz auf Basis von flüssigem Zinn eine vielversprechende Lösung, die Umweltprobleme in wertvolle Chancen verwandelt und gleichzeitig energieeffizient ist.
„Die Hauptenergiequelle für diese Art der Meerwasserentsalzung könnte konzentrierte Solarenergie sein, da Wärme die wichtigste Energiequelle für diesen Entsalzungsprozess ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden benötigt sie keine großen Mengen Strom, was die Entwicklung eines nachhaltigen Prozesses ermöglicht“, sagte Professor Kondo.
Artikel: Flüssigmetalltechnologie zur Gewinnung metallischer Ressourcen aus Meerwasserentsalzungssole und verschmutztem Grundwasser
Autoren: Toranosuke Horikawa, Mahiro Masuda, Minho Oh, Masatoshi Kondo Magazin: Water Reuse DOI: 10.2166/wrd.2025.100
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