Robert Klatt
Das neue Material SHCP-10 kann wie ein Schwamm Wasser aus der Luft saugen und wieder freisetzen, wenn Sonnenlicht darauf scheint. In Zukunft könnte SHCP-10 Menschen in Wüsten mit Trinkwasser versorgen.
Wien (Österreich). Aktuell lebt etwa ein Drittel der Weltbevölkerung in Gegenden mit starker Wasserknappheit, etwa in Wüsten. Eine Prognose der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) geht davon aus, dass der Anteil in den kommenden Jahren weiter zunehmen wird. Die Wissenschaft sucht deshalb nach neuen Methoden, mit denen Trinkwasser gewonnen werden kann.
Wie Paul Schweng und Robert Woodward vom Institut für Materialchemie der Universität Wien erklären, sind lediglich drei Prozent des Wassers der Erde Süßwasser. Ein Großteil davon befindet sich in Gletschern und im Grundwasser, ist also kaum nutzbar.
„Demgegenüber enthält die Erdatmosphäre zu jedem Zeitpunkt sechsmal mehr Wasserdampf als das Volumen aller Flüsse der Welt zusammen ausmacht. In fast allen Regionen rund um den Globus ist daher fast grenzenlos Wasser aus der Luft verfügbar.“
Prinzipiell ist die Luft somit eine gut nutzbare Wasserquelle, die überall auf der Erde verfügbar ist. Forscher der University of Texas (UT) haben deshalb etwa kürzlich ein Gel entwickelt, das Wasser aus trockener Wüstenluft gewinnen kann.
Nun haben die Forscher der Universität Wien im Fachmagazin Small das innovative Material Sulfonated Hypercrosslinked Polymer 10 (SHCP-10) vorgestellt. Es handelt sich dabei um ein vernetztes Polymer, das kosteneffizient mit handelsüblichen Chemikalien produziert werden kann. Wasser aus der Umgebungsluft bindet sich an das Polymer. Anschließend kann es mit Sonnenlicht wieder freigesetzt werden.
Bei idealen Voraussetzungen kann ein Kilogramm SHCP-10 in einem Zyklus bis zu 0,8 Liter Wasser absorbieren und wieder abgeben. Dieses Verfahren ist sogar bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von nur zehn Prozent wirksam und könnte daher auch in den größten Wüsten der Erde eingesetzt werden.
„Selbst bei Sahara-Bedingungen mit weniger als 40 Prozent Luftfeuchte und Temperaturen über 40 Grad Celsius liefert es 300 Milliliter.“
In nur einer Stunde wird bereits eine Aufnahmekapazität von 75 Prozent erzielt, und das Wasser kann in der darauffolgenden Stunde komplett aus dem Material gelöst werden. Das ermöglicht mehrere solcher Zyklen täglich. Im Gegensatz zu konventionellen Ansätzen, bei denen Wasser direkt aus der Luft kondensiert wird, verbraucht dieser Prozess erheblich weniger Energie.
Small, doi: 10.1002/smll.202304562
