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Cost effective solar photocatalytic technology to water decontamination and disinfection in rural areas of developing contries (SOLWATER)

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Photosensitiser ermöglichen die Herstellung von Singulett-Sauerstoff

Die Versorgung von entlegenen Regionen mit sauberem Trinkwasser könnte unzählige Menschenleben retten. Wissenschaftlern in Spanien ist es gelungen, einen Weg zur Leistungssteigerung von Anlagen zur Trinkwasseraufbereitung zu finden, die mit Solarenergie betrieben werden.

Klimawandel und Umwelt icon Klimawandel und Umwelt

Neun verschiedene Organisationen von drei verschiedenen Kontinenten haben sich während des SOLWATER-Projekts, das im Rahmen des INCO 2-Programms gefördert wurde, zusammengefunden. Das Team konzentrierte sich während der Forschungsarbeit auf den Singulett-Sauerstoff. Hierbei handelt es sich um eine reaktionsfreudige Spezies mit vorteilhaften physiochemischen Eigenschaften, wodurch sie zur Beseitigung von potenziell tödlichen Mikroorganismen in kontaminiertem Wasser verwendet werden kann. Im Verlauf der Forschungsbemühungen unter Leitung der Universidad Complutense de Madrid wurde die Leistungsfähigkeit von verschiedenen Photosensitisern bewertet. Photosensitiser sind Substanzen, die die Bildung von Singulett-Sauerstoff durch die Photokatalyse ermöglichen. Insbesondere wurde die Wirksamkeit einer Reihe von polyazaheterocyclischen Rutheniumverbindungen auf Proben, die eine hohe Konzentration von zwei bekannten Bakterienarten aufweisen, getestet. Bei diesen beiden Bakterienarten handelte es sich um Escherichia coli und Enterococcus faecalis. Die Experimente ergaben, dass ohne Lichteinstrahlung keiner der Ru-Komplexe seine Wirkung entfalten konnte. Unter Lichteinstrahlung dagegen konnte ein Rückgang der Bakterienkonzentration beobachtet werden. Wurden die Versuche in einer homogenen Phase durchgeführt, stellte sich zudem heraus, dass der kationische Photosensitiser RDP2+ die Menge der Escherichia coli-Bakterien um zwei Größenordnungen reduzieren konnte. Die Wirkung des anionischen Rutheniumkomplexes RSD4- dagegen war weniger ausgeprägt und konnte die Zahl der Escherichia coli-Bakterien lediglich um 15% verringern. Diese unterschiedliche Wirkung lässt sich dadurch erklären, dass die Zellmembran der Bakterien ebenfalls eine negative Ladung besitzt. Eine Wechselwirkung mit RSD4- wird daher nicht durch elektrostatische Anziehungskräfte, wie es bei RDP2+ der Fall ist, begünstigt. Die SOLWATER-Forschungsgemeinschaft wird diese Kenntnisse verwenden, um den Prototypen der Trinkwasseraufbereitungsanlage zu verbessern.

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