Archiv

Elektrolyse
Arsen entfernen und Wasserstoff produzieren

Sanitärtechnik. - Ein US-amerikanischer Forscher hat einen solarbetriebenen Wasserfilter entwickelt, der Arsen im Trinkwasser entfernt und dabei auch noch Wasserstoff produziert. Für sein gerade in Südostasien vielversprechendes Konzept baute Michael Hoffmann vom kalifornischen Caltech auf seiner Solartoilette auf, die vor zwei Jahren den ersten Preis bei einem Wettbewerb Bill & Melinda Gates-Stiftung um die Neuerfindung der Toilette errang.

Von Arndt Reuning |
    Dass sich seine Toilette auf breiter Front bewähren wird, davon ist der Umwelttechniker Michael Hoffmann fest überzeugt. Denn seit der Preisverleihung vor knapp zwei Jahren hat das Projekt deutliche Fortschritte gemacht.
    "Der Prototyp unserer Toilette, mit der sich auch Abwasser reinigen lässt, ist gerade auf dem Weg nach Indien. Dort werden wir ihn zunächst in Neu-Delhi ausstellen, um ihn danach einem ausgedehnten Feldtest vor Ort zu unterziehen."
    Der Prototyp der Toilette zersetzt die Abfallstoffe im Wasser mit Hilfe von Solarstrom. In die trübe Brühe tauchen zwei Elektroden ein. Wird zwischen ihnen eine Spannung angelegt, dann werden die Schadstoffe im Wasser zerlegt. Außerdem erzeugt eine der Elektroden den Energieträger Wasserstoff. Dieses Prinzip möchte der Forscher aus Pasadena nun nutzen, um Arsen aus Trinkwasser zu entfernen.
    "Arsen ist ein gewaltiges Problem an vielen Orten dieser Welt – ganz besonders in Südostasien, in Indien und China. In weiten Regionen dort ist das Grundwasser mit Arsen kontaminiert. Die Menschen leiden an allen möglichen Gesundheitsproblemen, weil sie das belastete Wasser trinken."
    Dieses Arsen stammt aus natürlichen Quellen. Daneben gelangt das giftige Halbmetall aber auch auf anderen Wegen in die Umwelt, zum Beispiel über kontaminierte Grubenwässer oder Abwasser aus der Industrie. Eine Herausforderung bei der Reinigung der Abwässer besteht darin, dass Arsen ein Element mit verschiedenen Gesichtern ist. Als Schadstoff im Wasser liegt es häufig als Arsenit vor. Das ist eine ganz besonders giftige Form, die sich zudem auch schlecht abtrennen lässt. Hier könnte nun das Funktionsprinzip von Michael Hoffmanns Toilette weiter helfen. Einen ersten Laborversuch hat der Forscher bereits durchgeführt.
    "Unser Ziel besteht darin, das giftige Arsenit aus dem Grundwasser zum unproblematischen Arsenat zu verwandeln. Mit unserem elektrochemischen System gelingt uns diese Umwandlung des Arsen zur weniger giftigen Form besonders schnell."
    Dazu füllte der Forscher eine leitfähige Lösung von Arsenit in ein Gefäß, in das Elektroden tauchten – ganz wie bei seiner Solartoilette. Unter Spannung wurde das Arsensalz allmählich zum Arsenat umgewandelt, das sich leicht aus dem Wasser entfernen lässt, etwa mit Aktivkohle. Einen großen Pluspunkt sehen Michael Hoffmann und seine Kollegen darin, dass gleichzeitig Wasserstoff an dem anderen Pol entsteht, ein wertvoller Energieträger. Dadurch würden zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen.
    "Ein weiterer Vorteil des Systems besteht darin, dass es an jedem beliebigen Ort genutzt werden kann. Denn zur Stromversorgung können wir Solarstrom einspeisen, der über eine Photovoltaik-Anlage erzeugt wird."
    Den Praxistest hat die Anlage noch nicht hinter sich. Hier könnten möglicherweise noch Überraschungen auf die Forscher lauern, glaubt der Umwelttechniker Gregory Korshin von der University of Washington in Seattle. Er war an dem Projekt nicht beteiligt, hat sich aber Hoffmanns Konzept kritisch angeschaut.
    "Arsen ist üblicherweise nicht der einzige Schadstoff im Wasser. Andere Substanzen könnten die Effizienz beeinträchtigen. Ob das System schon praxistauglich ist, das ist daher noch die Frage. Aber unabhängig davon ist es eine wichtige Grundlagenforschung. Und ich denke, dass wir die auch weiterhin im Auge behalten sollten, denn sie könnte eines Tages für die Praxis sehr relevant werden."