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12.06.2018

11:44 Uhr

Mehr als heiße Luft

Wasser gewinnen aus Wüstenluft

VonThomas Trösch

Auch vermeintlich trockene Wüstenluft enthält noch Feuchtigkeit. Das machen sich Forscher mit einem kostengünstigen Verfahren zur Wassergewinnung zunutze.

Forscher der University of California bereiten den mit MOF-801 gefüllten Versuchsbehälter für einen Feldversuch vor. (Foto: Univ. of California/Farhad Fathieh )

Wasser aus Wüstenluft

Forscher der University of California bereiten den mit MOF-801 gefüllten Versuchsbehälter für einen Feldversuch vor. (Foto: Univ. of California/Farhad Fathieh )

BerlinWasser ist in Wüsten bekanntlich ein rares Gut – zumindest in flüssiger Form. In der vermeintlich trockenen Wüstenluft ist dagegen durchaus Feuchtigkeit vorhanden. Aus dieser Luftfeuchtigkeit beziehen viele in der Wüste lebende Tiere und Pflanzen das lebensnotwendige Nass. Geht es nach Omar Yaghi von der University of California in Berkeley, sollen künftig auch Menschen Wasser aus Wüstenluft trinken. Die notwendige Technologie dafür hat er jetzt im Wissenschaftsmagazin Science Advances vorgestellt.

Seine Methode sei mit keinem anderen Verfahren vergleichbar, so der Forscher, weil sie ohne zusätzliche Energie nur mit Sonnenlicht betrieben wird. Herzstück ist ein Material, das zur Stoffklasse der Metal Organic Frameworks (MOF) gehört. Diese Materialien sind extrem porös, ein Stück von der Größe eines Würfelzuckers kann die Oberfläche von bis zu sechs Fußballfeldern haben.

Mit solch großen Oberflächen sind MOF extrem gut darin, Gase oder Flüssigkeiten zu absorbieren – und sie bei Erwärmung wieder freizusetzen. Genau das machen sich die Forscher um Yaghi zunutze. Für die Wassergewinnung setzen sie einen zunächst offenen Glasbehälter mit einem Material namens MOF-801 der kühlen Nachtluft aus. Am Morgen wird der Behälter geschlossen und den Tag über dem Sonnenlicht in der Wüste ausgesetzt.

Durch die Erwärmung kondensiert die über Nacht gesammelte Feuchtigkeit an den Wänden des Glasbehälters und wird in einem Auffangbecken gesammelt. Nach der Freisetzung der Feuchtigkeit kann das MOF-801 erneut zur Wassergewinnung eingesetzt werden.

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Unter dem Mikroskop offenbart das extrem poröse Material seine kristalline Struktur. (Foto: Univ. of California)

MOF-303

Unter dem Mikroskop offenbart das extrem poröse Material seine kristalline Struktur. (Foto: Univ. of California)

Bei Tests in der Sonora-Wüste Wüste in Arizona, wo die Luftfeuchtigkeit zwischen 40 Prozent in der Nacht und 8 Prozent am Tag schwankt, konnten die Forscher mit ihrem Verfahren etwa 200 Milliliter Wasser pro Kilogramm MOF-801 gewinnen. Ein anderes, billigeres Material auf Aluminiumbasis (MOF-303) verspricht nach ersten Laborversuchen sogar die doppelte Wassermenge pro Kilogramm.

„Das Interesse, dieses Verfahren zu kommerzialisieren, ist groß“, erläutert Yaghi. „Mit der Verwendung des billigeren Aluminium-MOF wird das Verfahren für Start-ups interessant. An der Entwicklung kommerzieller Geräte wird bereits gearbeitet.“

Tatsächlich würden sich solche „Wasser-Erntemaschinen“ hervorragend zur Versorgung von Menschen auch in abgelegenen Wüstengebieten eignen. „Weil das System keine zusätzliche Energie braucht, lässt sich damit buchstäblich Wasser in der Wüste sammeln“, so Yaghi. Der Forscher ist schon gespannt auf die Feldversuche mit dem neuen MOF-303-Wassersammler. Sie sind für diesen Sommer im Death Valley geplant.

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