Die gesamte Forscherkarriere von Dr. Li-Shiang Liang (63) kreist um das Thema Wasser. Mit vielen seiner Erfindungen perfektionierte er das Verfahren der kontinuierlichen Elektrodeionisation zur Gewinnung von sehr reinem Wasser für die Industrie. Was Liang als großen Naturfan besonders freut: Dieses Verfahren hat sich in jüngster Zeit auch in einer einzigartigen Anlage für Meerwasserentsalzung bewährt, die zu den energieeffizientesten der Welt gehört.

 

„Ich war schon als Kind sehr naturverbunden und das hat sich im Laufe meines Lebens noch verstärkt“, sagt Liang. Gleichzeitig liebte es Liang von klein auf, etwas selbst zu bauen. „Bis ich neun Jahre alt war, lebten wir in Taiwan und damals gab es dort nicht sehr viel Spielzeug zu kaufen, also bastelte ich mir mein eigenes“, erzählt Liang. Natur und Konstruktion - diese beiden Interessen sollten sein ganzes berufliches Leben prägen. Liang kam nach Stationen in Trinidad und Südamerika als Teenager in die USA. Nach seinem Highschool-Abschluss studierte er am Massachusetts Institute of Technology (MIT) Maschinenbau, erwarb aber auch umfangreiche Kenntnisse in Chemie und Biologie. Gleich sein erster Job als Industrieberater drehte sich um das Thema Wasser. Seine Aufgabe war es, großen Unternehmen dabei zu helfen, ihren Wasserverbrauch zu reduzieren und Abwasser zu recyceln. „Das klingt heute selbstverständlich, aber in den 1970er Jahren waren diese Ansätze sehr neu“, sagt Liang. Seine nächste berufliche Station war ein Start-up-Unternehmen, das sich mit Wasserfiltrationen im Mikrobereich beschäftigte. In einem kleinen Team neue Technologien schnell zur Produktreife zu entwickeln, war eine wichtige Erfahrung für Liang.

 

Anschließend wollte Liang in einem großen Konzern arbeiten und wurde Entwicklungsleiter für Wasserverarbeitungstechnologie im US-Unternehmen Millipore in Lowell, Massachusetts. Die Wassersparte von Millipore wurde 2004 von Siemens Water Technologies übernommen. Hier ist Liang nun als Principal Scientist in verantwortlicher Position in der Forschung und Entwicklung tätig. Etliche seiner Erfindungen der letzten 20 Jahre verbesserten das Verfahren der kontinuierlichen Elektrodeionisation, kurz CEDI (Continuous Electrodeionization), mit dem Wasser von Fremdstoffen und Salzen gereinigt wird. Dieses so genannte Reinstwasser wird vor allem in Dampfkraftwerken, in der Pharma- und Kosmetikindustrie und bei der Herstellung von Computerchips und integrierten Schaltungen benötigt. Die Weiterentwicklung von CEDI fesselt Liang, weil er hier disziplinübergreifend arbeiten kann: Chemie, Elektrochemie und Hydromechanik sind hier ebenso gefragt wie seine Fähigkeiten als Maschinenbauer.

 

Jahrelang schien eine andere Anwendung von CEDI uninteressant zu sein. Bis der Umwelt- und Klimaschutz ins öffentliche Bewusstsein rückte und neue Ideen zur energiesparenden Trinkwassergewinnung dringend notwendig wurden. Herkömmliche Methoden der Meerwasserentsalzung verbrauchen extrem viel Energie. Als Singapurs Regierung einen Wettbewerb zur energieeffizienten Meerwasserentsalzung ausschrieb, gewann Siemens mit einem völlig neuen Ansatz: Dabei werden die beiden Technologien CEDI und Elektrodialyse (ED) miteinander in einer Anlage kombiniert, was den Energieverbrauch gegenüber konventionellen Meerwasserentsalzungsanlagen drastisch reduziert. Im Jahr 2010 ging die Pilotanlage in Singapur in Betrieb und erreicht bereits fast den von der Regierung geforderten Wert des maximalen Verbrauchs von 1,5 Kilowattstunden pro Kubikmeter (kWh/m³) – das ist weniger als die Hälfte des bislang sparsamsten Verfahrens der Umkehrosmose (4 kWh/m³) und um 85 Prozent geringer als die üblichen Meerwasser-Verdampfungsverfahren (10 kWh/m³). Der Clou: Liang und seinen Kollegen gelang es, alte Schwachstellen in der Konstruktion von ED-Anlagen zu beseitigen und neue Membrane für hohe Salzfrachten zu entwickeln. Das Meerwasser durchfließt drei Elektrodialysemodule. Dabei sinkt der Salzgehalt auf unter ein Prozent. Das Wasser weiter mit dem ED-Verfahren zu entsalzen, würde unverhältnismäßig viel Energie erfordern. Deshalb fließt es anschließend durch ein CEDI-Modul, dessen Membrane so viel Salz herausfiltern, dass das Meerwasser zu Trinkwasser wird.

 

Bis Mitte 2012 sind weitere Demonstrationsanlagen in den USA und der Karibik geplant. Sie sollen zeigen, dass die neue, sparsame Entsalzungsmethode trotz des regional stark schwankenden Salzgehalts nicht nur in Singapur funktioniert, sondern überall. Für Liang ist dies nicht nur ein persönlicher Erfolg als Erfinder: „Wir brauchen neue Verfahren mit hoher Energieeffizienz und niedriger CO₂-Bilanz zur Meerwasserentsalzung.“ Dies sei vor allem in Gebieten mit Süßwassermangel notwendig, in denen die Anstrengungen, Wasser zu recyceln und den Verbrauch zu reduzieren, nicht ausreichen, um den Bedarf zu decken.

 

In seiner Freizeit entspannt sich Liang gerne bei Gartenarbeit oder bei Wanderungen im Wald. Auch Kochen zählt zu seinen Hobbies. Liang hat 62 Erfindungen gemeldet, die zu 84 erteilten Einzelpatenten und 35 Schutzrechtsfamilien führten.