Trockenluftwasserproduktion ist Realität

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Physiker der University of Berkeley und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben laut einem in die Zeitschrift Science.

"Unser Traum ist es, vollständig eigenständige Häuser zu schaffen, die vollständig von diesen solarbetriebenen Geräten mit Strom versorgt werden können. Unser Experiment hat dies möglich gemacht. Man könnte sagen, wir haben einen Schritt in Richtung 'personalisiertes' Wasser gemacht", sagt Omar Yaghi) von der Universität von Kalifornien in Berkeley (USA).

Das Problem des Zugangs zu Wasser wird für die Erde immer akuter – nach UN-Schätzungen werden bis 2025 mehr als 14% der Weltbevölkerung davon betroffen sein. Heute gibt es mehrere Dutzend Methoden und Technologien zur Meerwasserentsalzung, die in reichen arabischen Ländern teilweise sogar industriell eingesetzt werden.

Alle diese Entsalzungstechniken haben zwei Hauptnachteile – sie sind entweder zu teuer und energieintensiv oder die Aufbereitungssysteme verstopfen schnell und werden unbrauchbar. All dies macht die Entsalzung aus wirtschaftlicher Sicht bedeutungslos.

Yagi und seine Kollegen schlagen eine alternative Methode vor, um sauberes Trinkwasser zu erhalten, und setzen eine Idee um, die zuvor nur auf den Seiten von Science-Fiction-Romanen und -Filmen zu finden war. Ihnen ist es gelungen, ein System zu entwickeln, das der Luft mithilfe sogenannter metallorganischer Gerüste (MOF) Wasser entzieht.

MOCs sind komplexe Polymermaterialien, die in ihrer Struktur einer Wabe ähnlich sind und eine sehr hohe Porosität und Festigkeit aufweisen. Heute werden sie zur Herstellung von Filtern verwendet, die Kohlendioxid oder Wasserstoff auffangen und große Mengen dieser Gase einschließen können.

Yagi, einer der Pioniere des IOC, entdeckte vor zwei Jahren, dass ein ähnliches Material aus Zirkonium und Adipinsäure, einem Entkalkungsmittel, nicht Wasserstoff, Methan oder andere Gase, sondern Wassermoleküle aufnimmt. Dies brachte ihn auf die Idee, dass man mit Rahmen Wasser aus der Luft gewinnen kann.

Mit dieser Idee im Hinterkopf hat er sich mit Ingenieuren des MIT zusammengetan und zusammen haben sie einen ziemlich einfachen und billigen "Wassergenerator" geschaffen. Es funktioniert extrem primitiv - der "Sand" der IOC-Partikel absorbiert Wasser aus der Luft, und das Licht und die Wärme der Sonne, die von einem Spiegelsystem darauf gerichtet wird, lassen Wasserdampf sie verlassen und in einem mit dieser Entsalzung verbundenen Gefäß kondensieren Pflanze.

Ein solches Gerät, das ein Kilogramm IOC enthält, kann selbst aus relativ trockener Luft mit 20-30% Luftfeuchtigkeit in einem halben Tag etwa drei Liter Wasser produzieren. Dies reicht im Prinzip aus, um einen Menschen mit der notwendigen Menge Trinkwasser pro Tag zu versorgen.

Laut Yagi lässt sich die Struktur des IOC optimieren und nimmt doppelt so viel Wasser auf wie bisher. Wissenschaftler hoffen, dass dieses Material und seine neuen Versionen sowie "industrielle" Generatoren, die Luft unter Druck blasen, dazu beitragen werden, das Problem des Zugangs zu sauberem Wasser in den trockensten Teilen der Welt zu lösen.