Jun.-Prof. Dr. Hans-Georg Steinrück erh?lt Forschungspreis 2021
Wasser ist die wahrscheinlich wichtigste Ressource der Welt. Wir ben?tigen sie in der Industrie, in der Landwirtschaft, zum ?berleben – vorausgesetzt, das Wasser ist sauber. Hier leisten sogenannte Entsalzungsbatterien Abhilfe. 365体育_足球比分网￥投注直播官网 entfernen gel?ste Stoffe aus dem Wasser und bereiten es damit für unterschiedliche Anwendungen auf. Das Problem: Die Erforschung der Apparate steckt bislang in den Kinderschuhen. Mit seinem Ansatz zur Entwicklung neuartiger Konzepte für Entsalzungsbatterien, insbesondere im Hinblick auf neue Funktionalit?ten, wurde der Chemiker Jun.-Prof. Dr. Hans-Georg Steinrück jetzt mit dem diesj?hrigen Forschungspreis der Universit?t Paderborn geehrt. Die Auszeichnung ist mit 150.000 Euro dotiert.
?Milliarden Menschen leiden unter einem Mangel an Trinkwasser. Aufgrund der stetig wachsenden Erdbev?lkerung, der zunehmenden weltweiten Industrialisierung und des Klimawandels wird sich dieser Mangel in Zukunft voraussichtlich noch dramatisch versch?rfen – eine globale Aufgabe, die sofortige Aufmerksamkeit erfordert“, mahnt Steinrück.
Für den Wissenschaftler gelten Entsalzungsbatterien als Hoffnungstr?ger für einen m?glichen Ausweg aus der Krise. Das Verfahren in Kürze: Elektroden nehmen unter Zugabe von elektrischer Energie gel?ste Bausteine wie z. B. Salz auf und entfernen sie aus dem Wasser. Knackpunkt ist, dass damit zwar viele, aber nicht alle ??belt?ter“ beseitigt werden. Steinrück zufolge ist die Technologie ausbauf?hig. Deshalb arbeitet er daran, die Bindung der Teilchen zu verbessern, die das Wasser ungenie?bar machen. Au?erdem sollen die Elektroden durch neue Oberfl?chenschichten effizienter werden. Dafür untersucht er die Funktionsweise der Batterien mithilfe modernster elektrochemischer Methoden sowie R?ntgen- und Spektroskopietechniken bis ins allerkleinste Detail – die atomare Ebene.
Steinrück erkl?rt: ?Wir werden sowohl die idealisierten als auch realen Eigenschaften der Elektroden ausnutzen. Dazu erforschen wir Materialien, deren Gleichgewichtsenergien und Ionentransportgeschwindigkeiten so ausgerichtet sind, dass ?Ion A‘ gegenüber ?Ion B‘ bevorzugt wird, w?hrend sich ein anderes Material entgegengesetzt verh?lt, wir sprechen hier von Ionenselektivit?t. Im Erfolgsfall k?nnte der Anwendungsbereich von Entsalzungsbatterien erheblich erweitert werden, zum Beispiel zur Gewinnung seltener Rohstoffe wie Lithium, das in salzhaltigen Thermalwassern unter der Erde vorkommt.“
Ein v?llig neues Gebiet für den Einsatz von Entsalzungsbatterien sind Elektrokatalysatoren, die z. B. bei der Wasserstoffproduktion Anwendung finden. Wasserstoff wird durch die Spaltung von Wasser mithilfe von elektrischer Energie gewonnen. ?Wir nehmen an, dass Entsalzungsbatterie-Tr?ger unerwünschte Ionen ?wegsaugen‘, bevor sie an katalysatorvergiftenden Reaktionen teilnehmen. Auf diese Weise k?nnten insbesondere energieintensive Schritte zur Wasseraufbereitung vermieden werden“, erkl?rt der Chemiker. Die Wissenschaftler*innen um Steinrück haben sich noch ein weiteres Ziel gesetzt: 365体育_足球比分网￥投注直播官网 wollen multifunktionale Oberfl?chenschichten für Entsalzungsbatterien entwickeln. Künftig k?nnten damit also neue Elektrodenmaterialien im Kampf gegen den globalen Wassermangel zur Verfügung stehen. Ihre Ergebnisse stellen die Chemiker*innen 2023 vor. Zwischenbilanzen werden schon eher erwartet.
Nina Reckendorf, Stabsstelle Presse, Kommunikation und Marketing
