Verwendung der Solartechnik zur Desinfektion von Trinkwasser
Der sichere Zugang zu sauberem Trinkwasser ist ein wichtiger Aspekt des alltäglichen Lebens. In Entwicklungsländern ist der Zugang zu sauberem Trinkwasser jedoch nicht immer ohne weiteres möglich. Das SOLWATER-Projekt hatte die Entwicklung und die Vor-Ort-Beurteilung von autonomen Solarreaktoranlagen zur Wasseraufbereitung in entlegenen Regionen, die ohne die Verwendung von Chemikalien auskommen, zum Ziel. Die Entwicklung basierte auf der photokatalytischen Erzeugung von Hydroxylradikalen und von Singulett-Sauerstoff zur Aufbereitung und Desinfektion von verunreinigtem Trinkwasser durch die Verwendung von Sonnenlicht. Bei den Anlagen zur Wasserdesinfektion wurden polymerbasierte Photosensitiser verwendet, die durch Sonnenlicht aktiviert werden. Die Verwendung von Singulett-Sauerstoff ist wichtig, da dieser mit Proteinen und Lipiden in Zellmembranen reagieren kann und so über die Fähigkeit verfügt, Bakterien zu inaktivieren. Im Verlaufe des SOLWATER-Projekts wurde ein Material zur Photosensibilisierung von Singulett-Sauerstoff entwickelt, das aus porösem Silicium und einer polyazaheterocyclischen Ruthenium(II)komplexverbindung besteht. Die Verwendung von porösem Silicium bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Poröses Silicium weist eine hohe Sauerstoffdurchlässigkeit auf, es reagiert problemlos mit Mikroorganismen zur Erzielung einer Desinfektionswirkung und verfügt über eine gute mechanische, thermische und chemische Stabilität sowie über hervorragende optische Eigenschaften. Die Verwendung von Ru(II)-Photosensitiser eröffnet ebenfalls vielversprechende Aspekte. Diese Verbindung weist eine hohe Lichtabsorption auf und kann für längere Zeit im angeregten Zustand verbleiben, wodurch eine Inaktivierung durch die Kollision mit molekularem Sauerstoff ermöglicht wird. Zudem kann dieses photosensibilisierende Material in großen Mengen hergestellt werden. Unter Verwendung von zwei Solar-Photoreaktoren, in denen dieses photosensibilisierende Material zur Anwendung kam, konnte die erfolgreiche Desinfektion von etwa 20 bis 40 Liter Wasser pro Tag durchgeführt werden. In Argentinien, Peru und Mexiko wurde mit Tests vor Ort begonnen, um die Anwendbarkeit dieser Technologie zur Desinfektion von Wasser in ländlichen Gemeinden zu demonstrieren. Die Weitergabe der Forschungsergebnisse an Einrichtungen aus dem öffentlichen Sektor wird der umfangreicheren Verwendung dieser Technologie zuträglich sein und zur Erhöhung der Gesundheit der Bevölkerung und der Lebensqualität in Entwicklungsländern beitragen.
