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May 08, 2024

Armee baut einen solaren Wasserreiniger

Das revolutionäre Design könnte die Wissenschaft für Soldaten – und die Welt – voranbringen. Wissenschaftler der Universität Rochester und der US-Armee haben an einer neuen solaren Wasserreinigungstechnologie zusammengearbeitet.

Das revolutionäre Design könnte die Wissenschaft für Soldaten – und die Welt – voranbringen.

Wissenschaftler der Universität Rochester und der US-Armee haben an einer neuen solaren Wasserreinigungstechnologie zusammengearbeitet. Die Aluminiumplatte wirkt der Schwerkraft entgegen, indem sie Wasser durch ein Mikrokapillarsystem nach oben zieht, fast wie ein synthetischer Baum. Von dort aus erwärmt Sonnenenergie das Wasser zu verdampfendem Dampf und hinterlässt Verunreinigungen. Das Panel kann in jedem beliebigen Winkel montiert werden, um überall auf der Welt die meiste Sonne einzufangen.

In einem neuen Artikel, der in Nature Sustainability veröffentlicht wurde, beschreibt das Forscherteam bestehende Konstruktionsfehler bei der sogenannten „Grenzflächenverdunstung“, also einer Technologie, die eine dazwischenliegende Oberfläche nutzt, von der aus Wasser verdunstet und gereinigt wird. Ein großes Hindernis besteht darin, dass sich die Solarmodule so drehen lassen müssen, dass sie möglichst vollständig dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, und ein anderes darin, dass die „Kanäle“, durch die das Wasser zur Erwärmung und Verdunstung fließt, verstopfen. (Jeder, der jemals einen Duschkopf gereinigt oder sogar einen CLR-Werbespot gesehen hat, versteht dieses Problem.)

Was ist also die Lösung? Die Wissenschaftler erklären ihr revolutionäres Design:

Aluminium ist nicht besonders licht- oder wasserabsorbierend. Aber es ist billig und reichlich vorhanden und in Märkten, in denen der Zugang zu sauberem Wasser ein Engpass für die öffentliche Gesundheit darstellt, zu geringen Kosten verfügbar. Für diesen Solarreiniger behandelten die Wissenschaftler Aluminiumbleche mit einer Behandlung von Femtosekunden langen – einer Billiardstel Sekunde – Laserimpulsen. Denken Sie an geätztes Glas oder gebürsteten Stahl, aber mit einer Aluminiumoberflächen-Nanotextur, die nun sowohl Licht als auch Wasser absorbieren kann.

Reisende Militärangehörige haben oft aus erster Hand Erfahrungen mit der Notwendigkeit einer Wasseraufbereitung gemacht; Wasser ist eines der schwersten Dinge in der Standardpackung und muss in großen Mengen nachgefüllt werden, die, ähm, ziemlich schnell wieder in die Natur zurückgeführt werden. Die Möglichkeit, Wasser vor Ort zu sammeln und zu reinigen, ist ein großer Vorteil. Soldaten tragen seit Jahrzehnten Jodreinigungstabletten bei sich, aber das ist eine Lösung zur Not, die für jeweils eine Kantine verwendet wird.

Aber insbesondere die Armee trägt auch dazu bei, die Wissenschaft für alle voranzutreiben. Diese Forschung wurde teilweise vom US Army Research Office (ARO) gesponsert, das zu jedem Zeitpunkt mehr als 1.000 Forscher im ganzen Land fördert. Das Ziel der ARO bestehe letztlich darin, zur Gewährleistung der nationalen Sicherheit beizutragen, aber sie wünsche sich hochrangige Ideen, „deren Systemanwendungen oft 20 bis 30 Jahre entfernt liegen“.

Der nächste Anlaufpunkt für einen Aufsatz wie diesen besteht vielleicht darin, direkt zu einer Armeeeinrichtung zu gehen, um dort mit den Anfängen eines echten Entwurfs zu beginnen. Die Forscher kommen zu dem Schluss:

Caroline Delbert ist Autorin, begeisterte Leserin und Redakteurin bei Pop Mech. Außerdem ist sie eine Liebhaberin von fast allem. Zu ihren Lieblingsthemen gehören Kernenergie, Kosmologie, Mathematik alltäglicher Dinge und die Philosophie des Ganzen.

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