Forschungspreistr?ger pr?sentiert Ergebnisse beim Tag der Forschung
Wasser ist eine der kostbarsten Ressourcen der Welt, ben?tigt in der Industrie, in der Landwirtschaft und für unser allt?gliches ?berleben – vorausgesetzt, es ist sauber. Entsalzungsbatterien spielen dabei eine entscheidende Rolle. 365体育_足球比分网￥投注直播官网 entfernen gel?ste Stoffe aus dem Wasser und bereiten es so für verschiedene Anwendungen auf. Aber: ?Die Technologie ist ausbauwürdig“, sagt Jun.-Prof. Dr. Hans-Georg Steinrück von der Universit?t Paderborn. Vor zwei Jahren wurde der Chemiker für seinen Ansatz zur Entwicklung neuer Entsalzungsbatteriekonzepte mit dem Forschungspreis der Universit?t ausgezeichnet. Jetzt hat er seine Ergebnisse pr?sentiert.
?Angesichts der steigenden Weltbev?lkerung, der zunehmenden Industrialisierung und des Klimawandels k?nnte der globale Wassermangel in naher Zukunft dramatisch zunehmen“, betont Steinrück. Entsalzungsbatterien gelten für ihn als vielversprechende Hoffnungstr?ger, um dieser Krise entgegenzuwirken. ?Das Verfahren ist relativ einfach: Elektroden nehmen gel?ste Bestandteile wie Salz auf und entfernen sie unter Zugabe von elektrischer Energie aus dem Wasser. Knackpunkt ist, dass nicht alle unerwünschten Substanzen restlos entfernt werden k?nnen“, so Steinrück weiter.
Deshalb hat sein Team einen neuen Ansatz für Entsalzungsreaktoren entwickelt. Ziel war es, die Bindung der Teilchen zu verbessern, die das Wasser ungenie?bar machen, und die Elektroden durch neue Oberfl?chenschichten leistungsf?higer zu gestalten. Die Forscher*innen um Steinrück haben dafür modernste elektrochemische Methoden sowie R?ntgen- und Spektroskopietechniken genutzt, einschlie?lich der Synchrotron-basierten Hochenergie-R?ntgenbeugung, um Ver?nderungen in den Elektroden zu untersuchen – bis ins allerkleinste Detail.
Ein zentrales Ergebnis ist das atomare Verst?ndnis der Ioneneinlagerung für Entsalzungsbatterien zur Lithiumgewinnung aus Meerwasser. ?Das er?ffnet die M?glichkeit, Entsalzungsbatterien für eine breitere Palette von Anwendungen zu nutzen. Beispielsweise für die Gewinnung seltener Rohstoffe wie Lithium aus salzhaltigen Thermalwasservorkommen unter der Erde“, erkl?rt Steinrück.
Ein v?llig neues Anwendungsgebiet sind Elektrokatalysatoren, insbesondere für die Wasserstoffproduktion. Hier k?nnten die Batterien unerwünschte Ionen eliminieren, bevor sie an katalysatorvergiftenden Reaktionen teilnehmen. Das würde energieintensive Schritte zur Wasseraufbereitung erheblich reduzieren. Die Wissenschaftler*innen haben bereits die Effizienz der Batterien und der Wasserspaltung durch Elektrolyse quantifiziert, was vielversprechende Aussichten bietet. Damit ist es m?glich, genau zu messen, welche Prozesse zu Ineffizienzen führen.
Steinrück: ?Wir haben erste Erkenntnisse über die Funktionsweise von Oberfl?chenschichten gewonnen, die die Energieeffizienz von Entsalzungsbatterien steigern k?nnten. Damit er?ffnen sich neue M?glichkeiten für zukünftige Elektrodenmaterialien im Kampf gegen den globalen Wassermangel.“
