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Solarbetriebener Luftentfeuchter zieht frisches Wasser aus dünner Luft

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In der Luft, die wir atmen, versteckt sich frisches Wasser. Der Trick besteht darin, es zu finden und zu greifen, ohne andere wertvolle natürliche Ressourcen zu belasten. Ein Team von Ingenieuren hat eine geniale Lösung gefunden: die Sonne die ganze Arbeit machen zu lassen. Sie beschrieben ihre Erfindung in der ZeitschriftWissenschaft.

Es ist nicht so schwierig, in einem feuchten Klima Kondenswasser zu sammeln, aber das Auspressen von H20 aus trockener, dünner Luft ist eine andere Geschichte. Eine der gebräuchlichsten Methoden erfordert einen elektrischen Luftentfeuchter, was bedeutet, dass eine nicht erneuerbare Ressource verwendet wird, um eine andere zu gewinnen. Es ist „sehr teures Wasser“, sagte der leitende Autor Omar Yaghi vom Lawrence Berkeley National Laboratory in einer Erklärung.

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Yaghi ist der Erfinder des Metal-Organic Framework (MOF), eines winzigen Gitters aus Aluminium oder Magnesium gemischt mit organischen Molekülen. Das Hybridmaterial ist sowohl steif als auch porös, was es zu einer effizienten Möglichkeit macht, Gase und Flüssigkeiten zu sammeln und zu speichern. In den zwei Jahrzehnten seit der Entwicklung des MOF haben Wissenschaftler auf der ganzen Welt Zehntausende von Permutationen gebaut, um Substanzen wie Erdgas aufzunehmen.

Rendering eines MOF. Die Linien darin sind organische Linker und die Schnittpunkte sind multimetallische Einheiten. Die gelben Kugeln stellen die porösen Räume dar, die sich mit Wasser füllen können. Die Kristalle im Hintergrund sind die gleichen, die auch im neuen Wasserharvester verwendet werden. Bildnachweis: UC Berkeley und Berkeley Lab

Vor einigen Jahren bauten Yaghi und seine Kollegen in Berkeley ein MOF, das Wasserdampf binden konnte – der erste Schritt, um aus Luft Wasser zu machen. Sie schickten das MOF an die MIT-Ingenieurin Evelyn Wang, die es in ein ausgeklügeltes Wassersammelsystem einbaute. Wang und ihre Kollegen komprimierten mikroskopisch kleine MOF-Kristalle zu einem Film, den sie zwischen einem Solarpanel und einer Wasserkondensationsplatte schichteten. Als Luft durch die Schichten strömte, wurden Wasserdampfpartikel gefangen und blieben in der MOF-Schicht haften. Sonnenlicht auf dem Solarpanel drückte sie nach vorne in den Kondensator, wo sie von Gas in Flüssigkeit umgewandelt wurden.

Der neue Luftentfeuchter funktionierte sogar bei geringer Luftfeuchtigkeit, aber das Team räumt ein, dass noch einiges zu tun ist. Die MOF-Folie kann derzeit bis zu 20 Prozent ihres Gewichts an Wasser aufnehmen; In Zukunft hoffen sie, diese Zahl zu verdoppeln.

die Cartoons auf der anderen Seite in Farbe

Dennoch sagte Yaghi: „Dies ist ein großer Durchbruch“ und einer, der den Grundstein für umweltfreundliche Haushaltsgeräte legt. Er fügte hinzu: 'Eine Vision für die Zukunft ist ein netzunabhängiges Wasser, bei dem Sie zu Hause ein Gerät haben, das mit Umgebungssolar betrieben wird, um Wasser zu liefern, das den Bedarf eines Haushalts deckt.'