Wasser ist das Lebenselixier unseres Planeten, der Motor, der das Leben von Milliarden Menschen antreibt, Nahrung produziert, Energie erzeugt und Ökosysteme unterstützt. Doch seine Knappheit stellt ein zunehmend drängendes Problem dar, und mit dem fortschreitenden Klimawandel besteht die Gefahr, dass die Schwierigkeiten bei der Gewährleistung der Wasserressourcen für alle noch schlimmer werden.
Laut UNICEFFast zwei Drittel der Weltbevölkerung leiden mindestens einen Monat im Jahr unter schwerer Wasserknappheit. Was wäre, wenn es eine Möglichkeit gäbe, selbst an den trockensten Orten Wasser aus dem Nichts zu schöpfen?
Das superabsorbierende Hydrogel
MIT-Forscher haben möglicherweise eine nette Lösung gefunden: ein superabsorbierendes Hydrogel, das der Luft selbst unter widrigsten Bedingungen Feuchtigkeit entziehen kann. Das Geheimnis der Absorptionskraft dieses Materials ist ein besonderes Salz, Lithiumchlorid.
„Es ist das Beste aus beiden Welten“, sagt er Gustav Graeber, Hauptautor der Studie. „Das Hydrogel kann viel Wasser speichern und das Salz kann viel Dampf einfangen. Daher liegt es auf der Hand, dass man beides kombinieren möchte.“
Nachdem sie verschiedene Kombinationen getestet hatten, stellten die Forscher fest, dass das stark hygroskopische Lithiumchlorid das am besten zu verwendende Salz war, da es in der Lage war, mehr als das Zehnfache seiner Masse an Feuchtigkeit zu absorbieren.
Die Teewüste
Der wahre Härtetest für das „salzbeladene“ Hydrogel kam, als es unter verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen getestet wurde. Unter 30 %, 50 % und 70 % relativer Luftfeuchtigkeit absorbierte das Hydrogel Feuchtigkeit ohne Auslaufen.
Selbst bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30 %, also weniger als nachts in der Wüste, konnte das Hydrogel 1,79 Gramm Wasser pro Gramm Material einfangen, 15 % mehr als zuvor getestete Hydrogele. Das gesammelte Wasser kann dann erhitzt, kondensiert und als Reinstwasser gesammelt werden.
Die Zukunft des Hydrogels
Die nächste Herausforderung für die Forscher wird darin bestehen, den Wasseraufnahmeprozess zu beschleunigen. „Die große unerwartete Überraschung war, dass wir mit einem so einfachen Ansatz die höchste jemals gemessene Dampfabsorption erreichen konnten“, sagte Graeber. „Jetzt geht es vor allem um die Kinetik und darum, wie schnell wir das Material dazu bringen können, Wasser aufzunehmen.“
Dank seiner Produktionsgeschwindigkeit und der Möglichkeit, in großem Maßstab hergestellt zu werden und außerdem ein effektives Werkzeug zur Wassergewinnung zu sein, könnte das Hydrogel erfolgreich sein andere Anwendungen.
„Wir haben uns das Material angesehen, ohne uns allzu viele Gedanken über bestimmte Anwendungen zu machen, und uns hauptsächlich auf seine grundlegenden Eigenschaften konzentriert“, sagte er Carlos Diaz-Marin, einer der Co-Autoren der Studie. „Aber jetzt beschäftigen wir uns mit ganz anderen Problemen, wie wir die Klimaanlage effizienter machen können und wie wir Wasser auffangen können. Dieses Material hat aufgrund seiner geringen Kosten und hohen Leistung ein enormes Potenzial.“
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht. und ich verlinke es hier.
