AWAU
Adsorptionsbasierte Wassergewinnung aus der Umgebungsluft
Projektbeschreibung
Ob im Fernsehkarton oder in den neuen Schuhen: In vielen Verpackungen finden wir weiße Tütchen mit kleinen Kügelchen aus Silikagel. Das Material bindet Feuchtigkeit und schützt Waren vor Nässe. Diese Eigenschaft macht sich ein Forschungsteam an der BHT in Kooperation mit einem Berliner Unternehmen zunutze, um Wasser zu gewinnen: Sie holen es einfach aus der Luft – energieeffizient und kostengünstig. Damit trägt das Team dazu bei, der weltweit zunehmenden Wasserknappheit zu begegnen. Rund 2,2 Milliarden Menschen hatten im Jahr 2022 laut UN keinen Zugang zu sicherem Trinkwasser, und vorhandene Frischwasserquellen werden stark übernutzt. Neue Lösungen, mit denen sich Wasser gewinnen lässt, werden also dringend gebraucht.
Einige Länder setzen auf die Entsalzung von Meerwasser, was jedoch sehr energieintensiv ist und große Mengen konzentrierter Lauge hinterlässt. Brunnen kann man in vielen Gegenden nicht bohren, da das Grundwasser zu tief steht. Die Idee, stattdessen der Umgebungsluft Wasser zu entziehen, ist nicht neu. Existierende Anlagen müssen dafür allerdings die Umgebungsluft stark abkühlen. Je nach Luftfeuchtigkeit und Temperatur ist dafür vergleichsweise sehr viel Energie nötig: In Wüsten wie beispielsweise der Sahara müsste man die Umgebungsluft im Schnitt von plus 30 auf minus 15 Grad Celsius bringen.
Die Methode des BHT-Teams benötigt hingegen nur sehr wenig Strom. Die Silikagel-Kügelchen binden Wasser aus der Luft ganz von allein an sich. Das passiert immer nachts, wenn die Luft von selbst kühler ist. Das Forschungsteam füllt die Kügelchen dafür in schwarze Rohre, Ventilatoren blasen die Luft in sie hinein. Um wieder an das gebundene Wasser ranzukommen, legen die Forschenden die schwarzen Rohre tagsüber einfach in die Sonne. Erwärmen sich Rohre und Kügelchen, verdampft das Wasser und steigt im Rohr auf – wieder mithilfe der Ventilatoren. Erreicht es den Teil des Rohres, der nur noch die Umgebungstemperatur hat, kondensiert das Wasser und tropft in ein Auffangbecken. Strom wird nur für Ventilatoren benötigt, nicht für Abkühlung. Dadurch ist das Konzept sehr energieeffizient.
Zunächst testet das Projektteam sein Gerät mit Silikagel und Zeolith, weitere Materialien werden folgen. Parallel entwickelt es ein physikalisches Modell, also eine Computersimulation der Anlage. Mit ihr können die Forschenden analysieren, wie hoch das Potenzial ihrer Methode global ist und mit welchen Materialien sie je nach Standort am effizientesten Wasser gewinnen können.