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Neu entwickeltes Gel extrahiert Trinkwasser aus der Luft


Ein billiges Hydrogel, das Feuchtigkeit aus der Luft saugen und bei Bedarf wieder abgeben kann, könnte die Antwort auf Trinkwassermangel in ariden Regionen sein.

Forscher der King Abdullah Universität für Wissenschaft und Technologie (KAUST) schlagen vor, dass ein kostengünstiges Material auf Hydrogelbasis, das sie entwickelt haben, selbst bei niedriger Luftfeuchtigkeit Wasser aus der Luft saugen und das Wasser bei Erwärmung durch Sonnenlicht wieder freisetzen kann.

Es gibt viele Gebiete auf der ganzen Welt, die von einem mangelnden Zugang zu sauberem Wasser betroffen sind. Die Erdluft ist eine möglicherweise unerschlossene Ressource für sauberes Wasser.

Billiges stabiles Salz in der Mitte eines Geräts

Es wird geschätzt, dass die Luft der Erde mehr als 13 Billionen Tonnen Trinkwasser enthält. Untersuchungen zur Gewinnung dieses Wassers in der Vergangenheit haben sich jedoch als teuer und ineffizient erwiesen.

Dies könnte sich jedoch bald ändern. Ein von Peng Wang vom Wasserentsalzungs- und Wiederverwendungszentrum in Kaust entwickelter Prototyp hat das Potenzial aufgezeigt, dieses Problem kostengünstig und zuverlässig zu lösen.

Das Gerät basiert auf dem billigen, stabilen, ungiftigen Salz Calciumchlorid.

Hydrogel absorbiert und bleibt dabei fest

Dieses Salz hat die Fähigkeit, so viel Dampf aus seiner Umgebung aufzunehmen, dass es zu einem Flüssigkeitspool wird.

"Das zerfließende Salz kann sich auflösen, indem es Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt", sagt Renyuan Li, Ph.D. Student in Wangs Team.

Während das Salz die beeindruckende Fähigkeit besitzt, Wasser aus der Luft aufzunehmen, ist die Tatsache, dass es in Salzwasser umgewandelt wird, weniger nützlich. Um das Problem zu lösen, bauten die Forscher das Salz in ein Polymer ein, das als Hydrogel bekannt ist.

Kohlenstoffnanoröhren ermöglichen die Wassergewinnung über Sonnenlicht

Dieses Material kann viel Wasser aufnehmen und bleibt dabei fest. Eine kleine Menge Kohlenstoffnanoröhren wurde ebenfalls zu der Mischung hinzugefügt, um die Freisetzung des eingefangenen Wasserdampfs zu unterstützen.

Gerade 0,42 Gewichtsprozent wurden hinzugefügt, aber die beeindruckende Fähigkeit des Materials, Sonnenlicht zu absorbieren und die eingefangene Energie in Wärme umzuwandeln, ist für die Extraktion der Flüssigkeit wesentlich.

Eine einfache 35-Gramm-Prototyp des fertigen Extraktionsgeräts wurde draußen gelassen und konnte gesammelt werden 37 g Wasser bei Wetterbedingungen von 60 Prozent Luftfeuchtigkeit.

Forscher arbeiten daran, einen Prototyp zu vergrößern

Am folgenden Tag wurde nach nur 2,5-stündiger Absorption von Sonnenlicht fast das gesamte absorbierte Wasser freigesetzt und gesammelt.

"Die bemerkenswertesten Aspekte des Hydrogels sind seine hohe Leistung und seine niedrigen Kosten", sagt Li.

Die Forscher sagen, dass, wenn der Prototyp auf 3 Liter Wasser pro Tag vergrößert würde, eine Menge, die als Mindestwasserbedarf für einen Erwachsenen angesehen wird, die Kosten des Gels nur einen halben Cent pro Tag betragen könnten.

Die Forschung wurde in der jüngsten Ausgabe von Environmental Science and Technology veröffentlicht.


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