Fotokatalytisches Reinigungssystem Panasonic erzeugt Trinkwasser mit Sonnenlicht und Fotokatalysatoren

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Zur Erzeugung von Trinkwasser hat Panasonic hat ein fotokatalytisches Wasserreinigungssystem entwickelt, das mit der UV-Strahlung des Sonnenlichts und Fotokatalysatoren arbeitet. Das Unternehmen will die Reinigungssysteme in Lastwagen integrieren und diese dann für ländliche Regionen in Ländern wie Indien bereitstellen.

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Demonstrationsanlage der fotokatalytischen Wasserreinigungstechnologie
Demonstrationsanlage der fotokatalytischen Wasserreinigungstechnologie
(Bild: Panasonic Corporation)

Osaka/Japan – In Indien nutzen etwa 70 % der Bevölkerung nicht Wasser aus dem Wasserhahn, sondern überwiegend Grundwasser. In das Grundwasser sickern schädliche Substanzen, wie agrochemische Rückstände, das Arsen aus den Erzadern des Himalajas sowie Chrom VI von Ledergerbereien. Diese Verschmutzung wird mittlerweile als gesellschaftliches Problem gesehen, das für die gesundheitlichen Probleme von nicht weniger als 50 Millionen Menschen verantwortlich ist.

Um solche Trinkwasserprobleme zu lösen, hat Panasonic seine eigene fotokatalytische Wasserreinigungstechnologie entwickelt. Diese Technologie nutzt Fotokatalysatoren und die UV-Strahlung des Sonnenlichtes, um verschmutztes Wasser* sehr schnell zu entgiften und so sicheres und trinkbares Wasser zu erzeugen. Dieser Durchbruch erregte viel Aufmerksamkeit, als Panasonic seine Erfindung in Tokio auf der Eco-Products 2014 vorstellte.

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In zwei Schritten zur fotokatalytischen Reinigungstechnologie

Mit zwei technologischen Kernentwicklungen bereitet Panasonics fotokatalytische Reinigungstechnologie das verschmutzte Wasser auf:

1. Erreichung einer hohen Kapazität zur Zersetzung giftiger Substanzen mit einer Synthesetechnologie auf der Grundlage von Fotokatalysatoren

Wenn Fotokatalysatoren mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden, reinigt der gebildete reaktive Sauerstoff die giftigen Substanzen. TiO2, eine Art Fotokatalysator, kommt allerdings in Form von sehr feinen Partikeln vor und ist schwer zu sammeln, sobald er in Wasser aufgelöst ist. Deshalb wurden bisher Methoden zum Binden von TiO2 an größere Stoffe angewandt, die jedoch wiederum an oberflächenaktiven Zentren verloren.

Panasonic hat einen Weg zum Binden von TiO2 an ein anderes Partikel – Zeolith – entwickelt, der Fotokatalysatoren ermöglicht, ihr inhärentes oberflächenaktives Zentrum zu behalten. Da die zwei Partikel außerdem durch die elektrostatische Kraft verbunden sind, werden keine chemischen Bindemittel benötigt.

2. Erreichung hoher Aufbereitungsgeschwindigkeiten mit einer Wasserreinigungstechnologie, die fotokatalytische Stoffe auflöst

Wenn diese neuartigen fotokatalytischen Partikel aufgewirbelt werden, wird TiO2 von dem Zeolith freigesetzt und im Wasser verteilt. Infolgedessen wird die Reaktionsgeschwindigkeit deutlich erhöht im Vergleich zu konventionellen Methoden zum Binden von TiO2 an eine Oberfläche von Substraten, wodurch die Aufbereitung einer größeren Menge Wasser innerhalb kurzer Zeit ermöglicht wird. Wird das Wasser nicht bewegt, bindet sich das TiO2 erneut an den Zeolith, wodurch das Trennen und die Rückgewinnung der Fotokatalysatoren aus dem Wasser erleichtert und somit ihre Wiederverwendung zu einem späteren Zeitpunkt ermöglicht wird.

Schaffung einer Infrastruktur zur Lieferung von sicherem Trinkwasser

Fotokatalysatoren werden nicht nur durch Licht aktiviert: eine weitere wesentliche Eigenschaft ist, dass sie die Verwendung von Pharmazeutika überflüssig machen. Dank dieser Eigenschaften bieten sie eine kostengünstige und umweltfreundliche Methode zur Aufbereitung von Wasser.

Panasonic plant, kleine ländliche Gemeinwesen mit diesem Wasser zu versorgen: etwa mithilfe von Lastwagen, die mit fotokatalytischen Wasserreinigungssystemen ausgerüstet sind. Darüber hinaus erwägt das Unternehmen, mit lokalen Wasserversorgungsbetrieben zusammenzuarbeiten, um Wasserreinigungsanlagen zu errichten, und zieht zudem in Betracht, Lizenzen für diese Technologie an Firmen zu vergeben.

* Wirksam gegen Arsen, Chrom VI, Bakterien, organische Stoffe im Allgemeinen und refraktäre organische Stoffe (Pharmazeutika, Agrochemikalien und hormonaktive Substanzen)

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