Sauberes Wasser: Mit Sonnenlicht betriebener Filter beseitigt zuverlässig Pathogene

Es gibt viele Gegenden auf diesem Planeten, in denen Wasser zwar vorhanden, aber auch voller gefährlicher und schädlicher Mikroben ist. Günstige, verlässliche Wasserfilter können dabei helfen, die Trinkwasserversorgung der Bevölkerung sicherzustellen.

Reaktive Sauerstoffspezies filtern Wasser

Einen solchen experimentellen Wasserfilter haben Forscher:innen der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in der Schweiz entwickelt. Es handelt sich um einen flachen Prototyp, in den durch einen Schlauch am oberen Ende Wasser eingeleitet wird, das dann durch mehrere Schichten eines Kompositmaterials zwischen zwei Glasschichten fließt, um dann durch einen Schlauch am unteren Ende wieder abgeleitet zu werden.

Das Kompositmaterial besteht aus Nanodrähten aus Titandioxi, die mit Kohlenstoff-Nanoröhren verwoben wurden. Wenn der Filter Sonnenlicht ausgesetzt wird, löst das ultraviolette Spektrum des Lichts die Produktion einer Gruppe von Molekülen namens reaktive Sauerstoffspezies durch das Kompositmaterial aus. Zu diesen Molekülen gehören unter anderem Wasserstoffperoxid und Sauerstoff.

Zwei Liter Wasser pro Tag für den Anfang

Die Moleküle aus der Gruppe der reaktiven Sauerstoffspezies töten gefährliche Bakterien und Viren sehr effektiv ab. Der von der EPFL entwickelte Filter wurde bereits erfolgreich an mit E.coli-Bakterien verseuchtem Wasser getestet. Er sollte allerdings auch keine Probleme mit anderen Pathogenen haben. Die Forscher:innen gehen davon aus, dass durch die Methode auch Mikroverunreinigungen wie Pestizide oder Medikamentenrückstände beseitigt werden können.

Sowohl Titandioxid-Nanodrähte, die mit Sonnenlicht aktiviert wurden, als auch UV-Licht an sich ist bereits in der Lage, Mikroben zu töten. Laut Professor László Forró, der das Team der EPFL leitet, ist der neu entwickelte Filter allerdings wesentlich effektiver. Dies liegt zum Teil an der Fähigkeit der Kohlenstoff-Nanoröhren, die Wärme des Sonnenlichts zu absorbieren, was den Prozess beschleunigt. Der kleine Prototyp ist in der Lage, am Tag 2 Liter Wasser zu filtern. Bei der Skalierung der Technologie würde diese Menge drastisch steigen. Die Effizienz des Filters könnte noch gesteigert werden, indem dem Kompositmaterial eine kleine Menge Gold-Nanopartikel hinzugefügt wird.

„In a close collaboration between chemists, physicists, and biologists, we have developed a very efficient water purification device, which does not need any energy source but sunlight. Our prototype can supply clean drinking water even at remote places„, so Forró.

via AlphaGalileo