17 Liter pro Tag: „Intelligentes“ Aerogel erzeugt Trinkwasser aus dünner Luft

Bereits heute haben etwa eine Milliarde Menschen weltweit keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser in ausreichender Menge. Angesichts zunehmender Probleme befürchten manche, dass künftig Kriege um Wasser geführt werden. Dabei ist Wasser im Überfluss vorhanden, wenn die Menschheit es nutzen könnte.

In der Erdatmosphäre befindet sich Wasser, das fast eine halbe Billion olympischer Schwimmbecken füllen kann. Doch als Quelle für Trinkwasser wurde es lange Zeit übersehen. Das könnte sich dank Forschern der National University of Singapore (NUS) ändern. Professorin Ho Ghim Wei entwickelte mit ihrem sechsköpfigen Team eine Substanz, die Wasser aus der Luft extrahiert.

Eine unerschöpfliche Wasserquelle

Wasser aus der Luft zu extrahieren ist keine neue Erfindung. Herkömmliche Luftentfeuchter und Trinkwassergewinnungsanlagen benötigen jedoch eine Energiequelle wie Sonnenlicht oder Strom. Zudem erhöhen bewegliche Teile die Störanfälligkeit und die Wartungskosten.

Einen völlig anderen Ansatz verfolgten die Forscher aus Singapur in ihrer Studie. Um Wasser aus der Umgebungsluft nutzbar zu machen, entwickelten sie eine Art Aerogel, ein festes Material, das fast nichts wiegt. Unter dem Mikroskop sieht es aus wie ein Schwamm. Anders als ein Tafelschwamm muss man es jedoch nicht zusammendrücken, um das Wasser wieder freizusetzen. Auch eine Batterie braucht es nicht. In einer feuchten Umgebung könne ein Kilogramm Aerogel 17 Liter Wasser produzieren. Pro Tag.

„Angesichts der Tatsache, dass der globale hydrologische Kreislauf das atmosphärische Wasser kontinuierlich auffüllt, bietet unsere Erfindung eine vielversprechende Lösung für eine nachhaltige Süßwasserproduktion unter verschiedenen klimatischen Bedingungen bei minimalen Energiekosten“, sagte Professorin Ho.

Trinkwasser für alle Lebenslagen

Der Schlüssel der Wasserversorgung liegt in langen schlangenartigen Molekülen, aus denen das Aerogel aufgebaut ist. Das spezielle langkettige Polymer besitzt „eine ausgeklügelte chemische Struktur, die kontinuierlich zwischen wasseranziehend und wasserabstoßend wechseln kann“. Damit kann das „intelligente“ Aerogel selbstständig Wassermoleküle aus der Luft einsammeln, kondensieren und abgeben.

Sonnenschein kann die Wasserabgabe noch verstärken, und das Aerogel in einen komplett wasserabweisenden Zustand versetzten. Der Prozess weist zudem eine hohe Effektivität auf. 95 Prozent des Wasserdampfes, der in das Aerogel geht, kommt als Wasser wieder heraus. In Labortests gab das Aerogel über Monate hinweg ununterbrochen Wasser ab. Auch nach mehreren Wochen in kochendem Wasser.

Bezüglich Wasserqualität stellten die Forscher fest, „dass es den Standards der Weltgesundheitsorganisation für Trinkwasser entspricht“. Mögliche Anwendungen seien damit sowohl im industriellen als auch im privaten Bereich möglich. Eine weitere Verwendung könnte das Aerogel in Ausdauersportarten oder Überlebens-Sets finden. Ein möglicher Industriepartner wird noch gesucht.

(Mit Material der National University of Singapore (NUS))