Graphenfilter macht Meerwasser sofort trinkbar – technische Revolution aus Manchester

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Graphenfilter macht Meerwasser sofort trinkbar – technische Revolution aus Manchester. Ein ultradünner Graphenoxid-Filter aus der Universität Manchester könnte die Wasserversorgung weltweit verändern: Binnen Sekunden wird Meerwasser in trinkbares Süßwasser verwandelt – ohne teuren Druck, ohne aufwendige Infrastruktur. Möglich machen es Membranen aus Graphenoxid, die Salze zuverlässig abschirmen, Wasser jedoch nahezu ungehindert passieren lassen.

Die Wurzeln: Graphen in Manchester

Graphen, das atomar dünne Kohlenstoffmaterial, wurde 2004 erstmals isoliert – die Entdecker erhielten 2010 den Nobelpreis (Geim & Novoselov, 2010). In Manchester, am National Graphene Institute (NGI), begann man rasch, das Material für Anwendungen in der Wassertechnik zu erforschen. Graphenoxid (GO), eine modifizierte, wasserlösliche Form, erwies sich dabei als besonders vielversprechend – weil es sich einfach herstellen und als hauchdünne Beschichtung nutzen lässt (University of Manchester, 2025; Park et al., 2017).

Die Technik: Wie funktioniert der Graphenfilter?

Frühere GO-Membranen versagten bei typischem Meerwasser: in Flüssigkeit quollen sie, wodurch Salze hindurchschlüpfen konnten. Manchester-Wissenschaftlern gelang es, durch physische Konfinierung und spezielle Additive diesen Prozess zu verhindern: Die Porengröße bleibt stabil im Bereich von etwa 6,4 bis 9,8 Å – je nach gewünschter Salzabweisung (Abraham et al., 2017; Lee, 2021).

Durch diese kontrollierte Porosität können Wassermoleküle passieren, während Natrium- und Chloridionen ausgeschlossen werden. Das Ergebnis: bis zu 97 % Salzabweisung bei hohem Wasserdurchfluss und minimaler Energie (Abraham et al., 2017).

Die Geschwindigkeit und Effizienz

Die Membran ist extrem dünn – oft nur wenige Nanometer –, was den Wasserdurchsatz gegenüber herkömmlichen Umkehrosmose-Systemen enorm erhöht. Berichte sprechen von bis zu 50 fach schnellerer Wasserpassage, während der notwendige Druck weit unter dem liegt, was klassische Anlagen benötigen (Phys.org, 2017). Das weist auf deutlich niedrigere Energiekosten und Betriebskosten hin (Australian Review, 2017).

Menschen hinter der Erfindung

  • Prof. Rahul R. Nair, Materialphysiker am NGI und federführend bei der Technologieentwicklung (Manchester, 2025).

  • Jijo Abraham & Vasu S. Kalangi, Erstautoren der zentralen Studie über einstellbare Porengrößen (Abraham et al., 2017).

  • Weitere Mitarbeit: Sarah J. Haigh, Expertin für 2D‑Materialien und Graphen im Labor (Haigh, 2018).

Was ist wirklich neu?

Bereits 2013 hatte Lockheed Martin mit „Perforene“ eine Graphen-Membran angekündigt, die geringe Energie und hohe Effizienz verspricht. Diese Technologie wurde jedoch bislang nie marktreif (Wikipedia, 2025). Die Manchesterphysiker hingegen zeigten klar den experimentellen Nachweis, dass Salze sicher abgeschieden werden können – und präsentierten eine Methode, Membranen in größerer Zahl herzustellen (Abraham et al., 2017; Manchester, 2017).

Herausforderungen auf dem Weg zur Anwendung

  1. Skalierung: Die gleichbleibende Produktion von makroskopisch großen GO-Membranen mit präziser Porenstruktur bleibt technisch anspruchsvoll (University of Manchester, 2025).

  2. Biofouling: Organische Substanzen und Mikroorganismen könnten langfristig die Membran beschichten und den Durchsatz senken (Park et al., 2017).

  3. Mechanische Stabilität: Salzwasser, Temperaturschwankungen und physikalische Belastung müssen über lange Zeit geprüft werden (Park et al., 2017; Manchester, 2017).

  4. Kosten: Aktuelle Kosten für großflächige GO-Produktion sind noch höher als bei Standardpolymermembranen (Reddit-Chemistry-Community, 2020).

Lösungsstrategien und Pilotvorhaben

Im EU-AQUASOL-Projekt (Start Juni 2025, Budget ca. 3,6 Mio. €) arbeiten Partner aus sechs Ländern zusammen, um erneuerbare Energien mit Graphenfiltration zu koppeln. Ziel ist es, Salzwasser effizienter zu reinigen – auch in Landwirtschaft und Abwasseranwendungen (University of Manchester, 2025).

Das Graphene Engineering Innovation Centre (GEIC) in Manchester führt derzeit Pilotstudien in Indien, Nepal und den Vereinigten Arabischen Emiraten durch. Dabei sollen mobile, wartungsarme Entsalzungsstationen getestet werden – gedacht für Regionen mit schlechter Infrastruktur (Manchester, 2025; Manchester Global Influence, 2025).

Graphenfilter macht Meerwasser sofort trinkbar: Globale Bedeutung in der Wasserkrise

Laut UN könnten bis 2025 etwa 14 % der Weltbevölkerung unter Wasserknappheit leiden (Phys.org, 2017). Klassische Umkehrosmose-Anlagen sind teuer, energieintensiv und nur in reicheren Regionen praktikabel. Die Graphenfiltration verspricht hingegen:

  • Erhebliche Senkung der Energieund Betriebskosten

  • Regionale, dezentrale Einsatzmöglichkeit

  • Robuste technologische Lösung mit hoher Durchflussrate

Diese Technologie könnte lebenswichtige Trinkwasserlösungen etwa für Inselstaaten, Wüstenregionen oder Krisengebiete darstellen.

Ob sich der Filter weltweit durchsetzt: Ein Blick in die Zukunft

Obwohl das Experimentalergebnis überzeugend ist, fehlt noch der Durchbruch zur Marktreife. Die Forschenden erwarten, dass noch einige Jahre Entwicklungszeit nötig sind, insbesondere für industrielle Produktion und Langzeitstabilität (Manchester, 2025).

Sobald erste Pilotanlagen erfolgreich arbeiten, könnte die Technologie – etwa als tragbare, modulare Filtereinheit – schon bald in humanitären Einsätzen oder entlegenen Dörfern eingesetzt werden. Damit entspräche der Graphenfilter einer echten, pragmatischen Lösung für die globale Wasserknappheit.

Quellen 

 

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