Neues Material entwickelt, das Wasser aus der Luft gewinnt

Ein Forschungsteam hat eine metallorganische Struktur geschaffen, die die Luftfeuchtigkeit kondensieren kann, um Trinkwasser in Rekordmengen zu erzeugen

Wasser ist eine kostbare Ressource, besonders in Entwicklungsländern, wo ein hoher Bedarf an Trinkwasserquellen oder Methoden zu dessen Aufbereitung besteht. Wasser ist auch in der Luft in Form von Feuchtigkeit vorhanden, und zwar in größeren Mengen, als man denken würde. In diesem Zustand ist es jedoch nicht trinkbar und vor allem nicht leicht zugänglich. Forscher des Johns Hopkins Applied Physics Lab haben ein Material gefunden, das riesige Wassermengen aus der Luft sammeln kann.

Die von Zhiyong Xia geleitete Forschungsarbeit wurde in Scientific Reports veröffentlicht. Das Team testete zehn verschiedene Arten metallorganischer Materialien, MOF (metal organ framework) genannt, die bereits für ihre Fähigkeit bekannt sind, mit Wasser zu interagieren. MOFs sind Strukturen mit einem hohen Verhältnis von Oberfläche zu Gewicht; man bedenke nur, dass ein einziges Gramm MOF ein ganzes Fußballfeld bedecken könnte. Die riesige Oberfläche macht sie perfekt, um Wasser einzufangen und zu speichern.

Schema des Einfangmechanismus eines MOF. Xia et al., Scientific Report.

Frühere Ergebnisse zeigen Wassergewinnungskapazitäten zwischen 100 ml pro Kilogramm und 1,3 Litern pro Kilo und Tag. Die neuen MOF übertreffen diesen Rekord bei Weitem. Unter optimalen Bedingungen könnte das Material 8,66 Liter Wasser pro Kilogramm und Tag erzeugen, was es für Gewinnungssysteme attraktiv macht, die in Umgebungen mit Wassermangel eingesetzt werden sollen. In der Studie wurden mehrere MOF-Typen getestet, die wichtige Hinweise lieferten, um die Schlüsseleigenschaften zur Optimierung des Prozesses zu verstehen. Außerdem wurde der Einfluss von Temperatur, Feuchtigkeit und anderen Umweltbedingungen auf die Fähigkeit zur Dampfaufnahme untersucht.

Die Forscher planen, weitere MOF-Typen und deren Kombinationen zu untersuchen, um eine noch höhere Effizienz zu erreichen. Ziel ist es, ein auch unter den trockensten Bedingungen effizientes Material herzustellen und damit eine Methode zur Wassergewinnung genau dort bereitzustellen, wo es dringend gebraucht wird.