Diese Solartechnik gewinnt Wasser aus der Luft

Die Sonne liefert Energie. Mit ihrer Hilfe kann aber auch Wasser geerntet werden, wie Wissenschaftler mit einem neuen Solargerät zeigen. 

Im Gegensatz zu bekannten Technologien, die Wasser aus Nebel gewinnen, funktioniere die Solartechnik laut den Wissenschaftlern auch bei niedriger Luftfeuchtigkeit. Das Gerät soll eine kostengünstige Lösung für Wasserknappheit liefern. 

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Die Funktionsweise 

Entwickelt wurde die Technologie von Wissenschaftlern aus China und Australien. Laut ihnen funktioniert das schwammartige Gerät so: 

In einem Behälter befinden sich Schwämme aus Holz. Ohne Deckel absorbieren diese Schwämme dann die Feuchtigkeit aus der Luft. Wird der Deckel bei Sonnenlicht geschlossen, erhitzt sich das Material, das Wasser kondensiert zu Dampf und wird mithilfe eines enthaltenen Kühlsystems in einen Auffangbehälter als Wasser abgegeben. 

Die “Schwämme” bestehen dabei aus veredeltem Balsaholz, das eine natürliche poröse Struktur hat und so verändert wurde, dass es Luftfeuchtigkeit aufnimmt. "Unser Team hat ein Gerät erfunden, das das schwammige Gerüst von Holz, Lithiumchlorid, Eisenoxid-Nanopartikel, eine Schicht aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen und andere spezielle Eigenschaften enthält", sagt der leitende Forscher Derek Hao. 

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Noch im Prototypen-Stadium

Noch handelt es sich bei dem Gerät um einen Prototypen, der sich im frühen Laborstadium befindet. Derzeit ist der Prototyp 15 Kubikmillimeter groß. Das Wasserauffangsystem liefert laut den Wissenschaftlern zuverlässig Wasser, wenn die Luftfeuchtigkeit bei 30 bis 90 Prozent liegt und Temperaturen zwischen 5 und 55 Grad Celsius gegeben sind.

Bei 90 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit nahm das Tool rund 2 Milliliter Wasser pro Gramm Material auf und gab bei Sonneneinstrahlung innerhalb von 10 Stunden fast das gesamte Wasser ab. Das sei mehr als bei anderen vergleichbaren Systemen. 

Bei Tests im Freien fing das Gerät über Nacht 2,5 Milliliter Wasser auf. Tagsüber, bei Sonnenschein, wird es dann in den Becher mit einer Wassersammeleffizienz von 94 Prozent abgegeben. "Bei 30 % Luftfeuchtigkeit absorbierte unser Gerät etwa 0,6 Milliliter Wasser pro Gramm. Diese Ergebnisse unterstreichen den potenziellen Einsatz in netzunabhängigen, solarbetriebenen Wassergewinnungssystemen", so Hao. 

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Skalierbarkeit und Einsatzzwecke des Systems

“Es wäre sehr einfach, eine größere Einheit herzustellen", sagt Hao. Darüber hinaus sei der Hauptbestandteil, also Balsaholz, gut verfügbar, biologisch abbaubar und billig. Auch der Herstellungsprozess des Systems sei nicht komplex, wodurch eine Massenproduktion einfacher umzusetzen wäre.

Um herauszufinden, was das Gerät unter verschiedenen Umweltbedingungen leistet, verwendete das Wissenschaftlerteam Künstliche Intelligenz. Die nachgewiesene stabile Leistung über mehrere Zyklen und unter verschiedenen Umweltbedingungen spreche für die Langlebigkeit und Kosteneffizienz des Systems.

"Milliarden von Menschen auf der ganzen Welt haben keinen Zugang zu Trinkwasser, und jedes Jahr sterben Millionen von Menschen an Krankheiten, die durch Wasser übertragen werden", betont Hao. Das Gerät würde sich deshalb besonders für Notfallszenarien eignen.