Wassergewinnung aus Wüstenluft

Foto: MIT, Hyunho Kim

Stellen Sie sich einmal vor, jedes Haus besäße ein Gerät zur Wassergewinnung und würde das, für den Haushalt benötigte, Wasser aus trockener Luft gewinnen, selbst in wüstenähnlichem Klima, nur mit der Kraft der Sonne. Diese Vorstellung könnte bald Realität werden.

 

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der University of California in Berkeley haben ein Gerät entwickelt, das tatsächlich Wasser aus Luft zieht und das bei einer Luftfeuchtigkeit von nur 20 Prozent, wie sie in trockenen Gebieten üblich ist. Das belegen jetzt Feldversuche im US-Wüstenstaat Arizona. Das solarbetriebene Gerät, das in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde, ist am MIT unter Verwendung eines speziellen Materials - eines sogenannten metallorganischen Gerüsts oder MOF - hergestellt worden.

"Dies ist ein wichtiger Durchbruch in der langjährigen Herausforderung, Wasser aus der Luft bei niedriger Luftfeuchtigkeit zu gewinnen", sagt Omar Yaghi, einer der beiden leitenden Autoren der Arbeit. "Es gibt keinen anderen Weg, dies jetzt zu tun, außer durch zusätzliche Energie. Ihr elektrischer Entfeuchter zu Hause 'produziert' sehr teures Wasser."

Der Prototyp konnte über einen Zeitraum von 12 Stunden unter Bedingungen von 20 bis 30 Prozent Feuchtigkeit 2,8 Liter Wasser aus der Luft ziehen, wobei ein Kilogramm MOF verwendet wurde. Tests auf dem Dach des MIT haben bestätigt, dass das Gerät unter realen Bedingungen funktioniert.

 

Foto: UC Berkeley, Berkeley Lab image

Yaghi erfand vor mehr als 20 Jahren metallorganische Gerüste, indem er Metalle wie Magnesium oder Aluminium mit organischen Molekülen in einer Tinker-Spielzeug-Anordnung kombinierte, um starre, poröse Strukturen zu schaffen, die ideal zum Speichern von Gasen und Flüssigkeiten sind. Seitdem wurden mehr als 20.000 verschiedene MOFs von Forschern weltweit geschaffen. Einige halten Chemikalien wie Wasserstoff oder Methan: Der Chemiekonzern BASF testet einen von Yaghi's MOFs in erdgasbetriebenen Lastkraftwagen, denn MOF-gefüllte Tanks enthalten dreimal soviel Methan, wie unter Druck in einen leeren Tank gepumpt werden kann.

 

Im Jahr 2014 synthetisierten Yaghi und sein UC Berkeley-Team ein MOF - eine Kombination aus Zirkoniummetall und Adipinsäure -, das Wasserdampf bindet, und er schlug Evelyn Wang, einer Maschinenbauingenieurin am MIT, vor, sich zusammenzuschließen, um mit dem MOF ein Wasser sammelnden System zu entwickeln.

 

"Diese Arbeit bietet eine neue Möglichkeit, Wasser aus Luft zu gewinnen, die keine hohen relativen Luftfeuchtigkeitsbedingungen erfordert und viel energieeffizienter ist als andere bestehende Technologien, sagt Wang."

Noch hat das Team einiges an Arbeit vor sich, um die Technologie für größere Mengen hochzuskalieren. Doch sie sind sich sicher, dass ihr System in Zukunft bei der Trinkwasserversorgung in extrem trockenen Regionen ein wichtigen Beitrag liefert.


hjo

Ausführliche Infos unter http://news.berkeley.edu und in Science...

 

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