Gel sammelt Trinkwasser Tag und Nacht
Solarwärme deckt laut Forschern des California Institute of Technology gesamten Energiebedarf
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Tropfen: Neues Gerät sammelt Trinkwasser ein (Foto: pixabay.com, ronymichaud) |
Pasadena (pte002/25.05.2021/06:05)
Mit einem neuen mikrostrukturierten Kunststoff, der in der Vergrößerung wie ein kleiner Wald aussieht, lässt sich in Küstengebieten sowohl am Tag als auch in der Nacht Trinkwasser gewinnen. Bisher sind dafür zwei getrennte Geräte nötig. Forscher des California Institute of Technology https://www.caltech.edu/ (Caltech) in Pasadena nahe Los Angeles ein Hydrogel, einen speziellen Kunststoff, der Wasser anzieht, also hydrophil ist. Er wird auf eine Unterlage gedruckt, die so dünn ist wie ein Wader, auf dem Mikroprozessoren aufgebaut werden.
[b]Trinkwasser statt Tau und Reif[/b]
Nachts ist die Luft meist feucht. In bestimmten Fällen legt sich dieses fein verteilte Wasser als Tau auf Blumen und Blätter, oder im Winter in Form von Reif. Das Hydrogel, das selbst zu einem großen Teil aus Wasser besteht, fängt die feinen Tröpfchen aus der Luft ein. Diese verbinden sich zu größeren Tropfen, die sich letztlich nicht mehr halten können. Sie flutschen in ein Auffanggefäß.
[b]Wasserdampf kondensiert an der Abdeckung[/b]
Tagsüber bekommt das strukturierte Hydrogel eine Abdeckung aus transparentem Kunststoff, die die Infrarotstrahlen der Sonne passieren lässt. Die unter dem Gerät befindliche Bodenfeuchtigkeit wird dadurch erwärmt und verwandelt sich in Wasserdampf, der aufsteigt und an der Abdeckung kondensiert. Von dort gleiten die Tropfen, die sich bilden, ebenfalls in das Auffanggefäß. Wenn die Sonne untergeht faltet sich die Abdeckung zusammen, sodass die feuchte Nachtluft ungehindert bis zum Hydrogel gelangen kann. Es handelt sich um ein Polyvinylalkohol/Polypyrrol-Kompositgel, ein ungiftiges und flexibles Material, das etwa in Kondensatoren, tragbaren Dehnungs- und Temperatursensoren und Batterien eingesetzt wird.
[b]Pro Tag 34 Liter Trinkwasser[/b]
Der Prototyp sammelte in der Nacht 35 Milliliter Wasser, an sonnigen Tagen waren es 125 Milliliter. Eine Anlage mit einer Fläche von zwei Quadratmetern könnte pro Tag 34 Liter Trinkwasser produzieren, sagen die Entwickler. Sie könnte auf Seen. Flüssen oder sogar im Meer schwimmen. Angesichts der Klimaveränderungen haben immer weniger Menschen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Ein solches Gerät, das mit geringem Kostenaufwand herzustellen ist, könnte die Lösung sein. Die Entwickler stellten es in der Fachzeitschrift „Nature Communications" https://www.nature.com vor.
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