Schon lange sehen sich zahlreiche Regionen auf der Erde wiederholt extremen Dürren ausgeliefert und der Klimawandel macht die Situation nur noch schlimmer. Die Folge ist neben einer allgemeinen Lebensmittelknappheit vor allem eine Unterversorgung an sauberem Trinkwasser. Ein Problem, das sich durchaus auf weitere Teile der Welt ausweiten könnte. Doch es gibt Hoffnung: Forscher:innen haben jetzt eine neue Methode getestet, bei der sie Wasser direkt aus der Luft gefiltert haben.

Trinkwasser aus der Luft: Hydrogele und Salze

Für ihre Untersuchung zu Trinkwasser aus der Luft hat die Forschungsgruppe der Universität Texas in Austin ein salziges Hydrogel entwickelt. Dieses ist in der Lage, Wasser direkt aus der Luft zu ziehen, selbst wenn die Luftfeuchtigkeit relativ gering ist. Hydrogele bestehen in der Regel aus einem wasserunlöslichen Polymer, das Wasser an sich binden kann. Im Alltag kommen sie bereits in Windeln, Bandagen oder Luftentfeuchter zum Einsatz. Auch für die Filterung von Wasser aus der Luft eignen sie sich, doch der Prozess gilt als langsam und ineffizient.

Die Zugabe von hygroskopischen Salzen – also solche, die Wasser aus ihrer unmittelbaren Umgebung ziehen können – wäre an und für sich hilfreich. Doch diese Salze vertragen sich eigentlich nicht sehr gut mit Hydrogelen. Den Forscher:innen ging es also darum, ihre Mischung doch zu ermöglichen.

So wird Luft zu Trinkwasser

Der Schlüssel zum Erfolg liegt zunächst in einem Polymer, dessen Moleküle „zwitterionisch“ sind. Das heißt, sie enthalten Ionen mit positiven wie negativen elektrischen Ladungen. Dadurch kann das Polymer die hygroskopischen Salze besser festhalten. Das daraus resultierende Hydrogel erwies sich anschließend als sehr effizient in der Absorption von Trinkwasser aus der Luft.

Der ganze Zyklus besteht aus der erwähnten Absorption und Separierung. Das Hydrogel wird im ersten Schritt für eine Stunde stehengelassen, um die Feuchtigkeit aus der Luft zu ziehen. Ein Kondensator trocknet dann das Gel, wringt es sozusagen aus und sammelt das Wasser. Anschließend wiederholt sich der Prozess. Dabei konnten die Wissenschaftler:innen feststellen, dass die Absorptionsleistung auch nach mehreren Durchläufen scheinbar nicht nachließ.

Vielversprechendes Ergebnis

Das salzige Hydrogel lieferte sehr gute Resultate: Dem Team gelang es, pro Kilogramm des eingesetzten Mittels 5,87 Liter Wasser pro Tag zu erhalten und das bei einer Luftfeuchtigkeit von nur recht trockenen 30 Prozent. In der Vergangenheit gab es zwar schon anderweitige Versuche, die Luft zur Trinkwassergewinnung zu nutzen. Aber kein Verfahren war bislang so gut wie das Neue.

Ob das jetzt auch tatsächlich das Ende von Durst auf der Welt darstellt, wird sich erst noch zeigen müssen. Die Zeit drängt jedenfalls: So warnte die UN bereits vor einer globalen Knappheit.

Quelle: „Polyzwitterionic Hydrogels for Efficient Atmospheric Water Harvesting” (2022, Angewandte Chemie)

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