Innovation macht Wasser-Ernte mit Licht und Luft deutlich effektiver

Milliarden Menschen haben auf dem Globus mit Wasserknappheit zu kämpfen, in den nächsten Jahrzehnten wird diese Zahl dramatisch weiter steigen. Forscher haben jetzt einen vielversprechenden Fortschritt bei der Idee der autonomen Wasser-Ernte aus der Luft erzielt.

Wasser-Ernte aus der Luft: Forscher erzielen vielversprechenden Fortschritt

Die UN schätzt, dass bis zum Jahr 2050 fünf Milliarden Menschen über große Teile des Jahres mit verschiedenen Formen von Wasserknappheit leben müssen. Da vor allem auch Regionen mit weniger entwickelter Infrastruktur von diesem Problem betroffen sind, müssen Lösungen im besten autonom von Stromversorgung funktionieren und einen möglichst einfachen Aufbau aufweisen. Genau in dieser Hinsicht vermelden Forscher der University of California Berkeley einen Durchbruch.


Ausgangspunkt für die Idee der Wasser-Ernte aus der Luft ist ein ultraporöses Material, bekannt als metallorganisches Gerüst, Englisch "Metal-Organic Framework" (MOF). Im Vergleich mit kristallinen Silikaten, Hydrogelen und Salzen, die ebenfalls in diesem Bereich zum Einsatz kommen, hat der Stoff nach Beschreibung der Wissenschaftler mehrere entscheidende Vorteile: auch bei niedriger Luftfeuchtigkeit arbeitet das System energieeffizient und mit einer hohen Kapazität.

Wie Omar Yaghi, Chemieprofessor aus Berkeley, Erfinder der MOFs und Leiter der Studie beschreibt, nutzt sein Team maschinelles Lernen, um die Entwicklung der benötigten Moleküle, Materialien und Geräte zu beschleunigen und zu verbessern. "Was wir (...) tun, ist die Schaffung eines 'digitalen Innovationszyklus', um das Molekül, das Material und die Art und Weise, wie das Material konfiguriert ist und in das Gerät integriert werden kann, einschließlich des eigentlichen Gerätedesigns, seiner Effizienz und Leistung, miteinander zu verbinden."

Der Lohn für diese Mühen. Große erste Erfolge mit einem Prototyp, der sich im Death Valley Nationalpark in Kalifornien beweisen musste. Das Gerät, das in eine Handtasche passt, wird nur vom Umgebungslicht angetrieben. Die hohe Effizienz auch bei geringer Luftfeuchtigkeit fußt auf der Tatsache, dass das Material 85 bis 90 Prozent des Wassers, das es als Luftdampf aufnimmt, als Trinkwasser abgeben kann. "An einem Tag wurden bis zu 285 Gramm Wasser pro Kilogramm metallorganisches Gerüst gewonnen", so die Wissenschaftler laut Phys.

Ein neuer Ansatz für die Wasserknappheit

Yaghi ist sich sicher, dass seine Erfindung die Basis für viele ungelöste Probleme bilden könnte. "Es gibt dem Individuum Wasserunabhängigkeit", so der Wissenschaftler. Prinzipiell ermögliche die Technik, MOF-betriebene Wassersammler für Haushalte und Gemeinden auf breiter Basis einzuführen. Erste Unternehmen machen sich laut Yaghi jetzt daran, genau solche Lösungen zu entwickeln.


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