Chemie bestrijdt watercrisis

Chemie bestrijdt watercrisis

Chemie bestrijdt watercrisis

Nieuw materiaal maakt zeewater op zuinige manier drinkbaar

Met z'n zeven miljard zijn we nu, en dat aantal wordt snel groter. Volgens de meeste voorspellingen zijn er halverwege deze eeuw al negen miljard mensen op aarde. Die allemaal te eten moeten hebben, en te drinken.

Nu zou je denken dat er op onze blauwe planeet water genoeg is, maar dat valt tegen. Steeds meer mensen wonen in steden met een gebrek aan zoet water. Onder andere in Californië en het Midden Oosten is de situatie nu al nijpend. De Verenigde Naties verwachten dat rond 2025 maar liefst 2,4 miljard mensen in gebieden wonen met een drinkwaterprobleem.

Plastic membranen

Gelukkig is er vaak wel zeewater in de buurt, en gelukkig is er chemie. Op meer dan 500 locaties wereldwijd staan al grote 'drinkwaterfabrieken'; ontziltingsinstallaties die het zout uit zeewater halen. Ruim driehonderd miljoen mensen krijgen op die manier hun drinkwater.

De meeste installaties werken volgens het principe van 'omgekeerde osmose'. Ze persen zeewater door dunne buisvormige plastic membranen die als een soort moleculair filter fungeren. Water gaat erdoor, zout niet. Zo halen ze een liter friszoet drinkwater uit tweeënhalve liter vieszout zeewater.

Dat kost wel energie: ongeveer drie kilowattuur per duizend liter geproduceerd drinkwater. Voor installaties die meer dan twintig miljoen liter per dag produceren kunnen de energiekosten dus flink oplopen. En gezien de groeiende bevolking wordt dat in de toekomst meer en meer.

Variant van grafeen

Onderzoekers van MIT uit Cambridge, Massachusetts (Verenigde Staten) komen nu met een verbetering. Van een goedkope variant van 'wondermateriaal' grafeen maakten ze een nieuw type ontziltingsmembraan. Ze wisten schilfers van het materiaal (grafeenoxide) op zo'n manier chemisch aan elkaar te verbinden dat er genoeg ruimte is om watermoleculen door te laten, maar te weinig voor zout.

Belangrijk is dat het nieuwe filter aanzienlijk dunner is dan de bestaande plastic (polyamide) membranen. Daardoor kost het minder energie (minstens 15% minder) om het zeewater er doorheen te persen. Verder denken de onderzoekers dat hun membraan ook langer meegaat dan de bestaande plastic exemplaren. Ze kunnen bijvoorbeeld beter tegen middelen die membranen bacterievrij moeten houden.

Een patent is aangevraagd en er wordt hard aan gewerkt om de energiebesparende grafeenoxide membranen binnen een paar jaar praktisch toepasbaar te krijgen. Niet alleen voor nieuwe installaties, ook om bestaande installaties zuiniger te maken. Zo snijdt het mes aan twee kanten: meer mensen drinkwater verschaffen en tegelijkertijd minder energie verbruiken.

Afbeeldingen:
Droogte: Robert Wade, Flickr
Onziltingsinstallatie: James Grellier, Wikimedia Commons
Grafeenoxide: S.Dave, MIT
 
 
Terug naar overzicht