Wasser aus der Luft – Verfahren zur Luftwassergewinnung

Die Gewinnung von Wasser aus der Luft könnte in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung der globalen Wasserknappheit spielen. Laut Schätzungen der Vereinten Nationen hat ein Viertel der Weltbevölkerung keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Gleichzeitig ist die Luftfeuchtigkeit eine nahezu unerschöpfliche Quelle für Wasser. Selbst Wüstenluft enthält noch genug Feuchtigkeit, um Wasser zu gewinnen.

Wasser aus der Luft: Was ist das?

Die Gewinnung von Wasser aus der Luft wird auch als Luftwasser-Gewinnung oder Luftkondensation bezeichnet. Dabei wird die Feuchtigkeit aus der Luft extrahiert und zu Trinkwasser aufbereitet. Dieser Prozess kann durch verschiedene Methoden durchgeführt werden, darunter Verdunstung, Adsorption und Kondensation.

Verfahren zur Luftwassergewinnung

Luftwassergewinnung bezieht sich auf Verfahren, bei denen Wasser aus der Luft extrahiert wird. Dies geschieht normalerweise durch Kondensation von Luftfeuchtigkeit. Es gibt verschiedene Techniken, die für diesen Zweck eingesetzt werden können:

1. Kondensation: Ähnlich wie bei einem Luftentfeuchter wird Luft abgekühlt, bis der Wasserdampf kondensiert und flüssiges Wasser bildet. Dies ist die gängigste Methode zur Luftwassergewinnung.
2. Hygroskopische Materialien: Einige Materialien können Feuchtigkeit aus der Luft absorbieren. Diese Materialien werden oft verwendet, um Wasser zu sammeln, das dann extrahiert wird.
3. Kühl- und Kondensationssysteme: Diese fortgeschrittenen Systeme verwenden Kühltechnologien, um Luft so weit abzukühlen, dass der Wasserdampf kondensiert. Sie sind in der Regel effizienter als einfache Kondensationsmethoden, besonders in trockenen Klimazonen.
4. Atmosphärische Wassererzeuger (AWG): Diese Geräte sind speziell dafür entwickelt, Wasser aus der Luft zu extrahieren. Sie kombinieren häufig verschiedene Technologien, um die Effizienz zu steigern.
5. Einsatz von erneuerbaren Energien: Einige Luftwassergewinnungssysteme verwenden erneuerbare Energien wie Sonnen- oder Windenergie, um die für den Kondensationsprozess benötigte Energie zu liefern.

Diese Techniken werden zunehmend in Gebieten eingesetzt, in denen Wasserknappheit herrscht oder der Zugang zu sauberem Trinkwasser begrenzt ist. Sie bieten eine nachhaltige Alternative zu traditionellen Wasserquellen wie Flüssen, Seen oder Grundwasser.

Anbieter zur Luftwassergewinnung

Es gibt verschiedene Anbieter und Verfahren zur Luftwasser-Gewinnung, die sich durch ihre technischen Ansätze und Kapazitäten unterscheiden. Hier sind einige Beispiele:

• Fraunhofer IGB: Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB hat ein neuartiges sorptives Verfahren zur Wassergewinnung aus Luftfeuchtigkeit entwickelt. Dieses Verfahren nutzt die Absorption von Luftfeuchtigkeit an einem flüssigen Absorbens, kombiniert mit einem Desorptionsprozess​​.
• Aqua Society: Ein Unternehmen aus dem Ruhrgebiet, Aqua Society, hat ein Verfahren entwickelt, bei dem Luft angesaugt, bis zum Taupunkt abgekühlt und das entstehende Kondenswasser gesammelt wird. Das Wasser wird dann gefiltert und mineralisiert, um Trinkwasser zu produzieren, das den WHO-Qualitätsnormen entspricht. In Regionen mit hoher Luftfeuchtigkeit kann eine Maschine bis zu 1.000 Liter Wasser pro Tag erzeugen​​.
• Water-Gen: Dieses Unternehmen stellt batterie- oder solarbetriebene Wasserfilter her, die fast alle Schadstoffe aus dem Wasser filtern können. Ihre Geräte können bis zu 3.000 Liter Wasser pro Tag aus der Luft gewinnen und haben erste Tests in Städten wie Mumbai, Shanghai und Mexico City durchgeführt​​.
• ViciLabs: ViciLabs nutzt die Kraft des Windes zur Wassergewinnung. Ihr System, der WaterSeer, saugt Luft in einen unterirdischen Raum, wo sie abkühlt und der Wasserdampf kondensiert​​.
• Skywater: Ein Erfinderpaar aus den USA hat ein Skywater-Gerät entwickelt, das bis zu 2000 Liter Wasser pro Tag produzieren kann. Dieses System funktioniert ausschließlich mit erneuerbaren Energien und ist für den Einsatz in Katastrophengebieten gedacht​​.
• Aquahara: Der Aquahara Wassergenerator benötigt eine Fläche von 50 m² für Sonnenkollektoren und erzeugt etwa 100 Liter Wasser pro Tag. Das System ist besonders für Standorte ohne Zugang zum öffentlichen Wassernetz geeignet

Diese Technologien zeigen, wie aus Luftfeuchtigkeit Trinkwasser gewonnen werden kann, was besonders in Regionen mit Wasserknappheit von großer Bedeutung ist. Jedes dieser Systeme hat seine spezifischen Eigenschaften und eignet sich für unterschiedliche Einsatzgebiete und Anforderungen.

Neue Technologien ermöglichen effiziente Wassergewinnung

In den letzten Jahren wurden verschiedene Technologien entwickelt, um auf effiziente Weise Wasser aus der Luft zu filtern und zu kondensieren. Herkömmliche Verfahren wie die Kältekondensation sind sehr energieintensiv. Neuere Ansätze setzen auf spezielle Materialien und Beschichtungen, die eine Wassergewinnung mit minimalem Energieeinsatz ermöglichen.

Ein Beispiel ist ein neuartiger Kondensator, der von Forschern der ETH Zürich entwickelt wurde. Dieser kommt gänzlich ohne extern zugeführte Energie aus und produziert pro Quadratmeter Oberfläche und Stunde rund 0,5 Liter Wasser. Möglich wird dies durch eine Beschichtung, die die Kondensationsfläche stark abkühlt.

Ein weiterer innovativer Ansatz stammt von der Universität Wien. Die Wissenschaftler haben ein Polymer entwickelt, das wie ein Schwamm Wasserdampf aus der Luft absorbiert. Bei Sonneneinstrahlung gibt das Material das Wasser wieder ab, das anschließend gewonnen werden kann.

Potenzial für wasserarme Regionen weltweit

Die neuen Technologien könnten vor allem für trockene und entlegene Regionen eine Lösung gegen die Wasserknappheit bieten. Die Systeme funktionieren schon ab einer Luftfeuchtigkeit von 10% und liefern auch bei Hitze verlässlich Wasser. Laut den Entwicklern wäre damit eine Wassergewinnung selbst in Wüsten wie der Sahara möglich.

Darüber hinaus punkten viele der Systeme mit geringen Betriebskosten und einem ökologischen Betrieb ohne Umweltverschmutzung. Sie könnten damit eine kostengünstige Alternative zur aufwendigen Meerwasserentsalzung darstellen.

Fazit zum Thema Wasser aus der Luft

Die Gewinnung von Trinkwasser aus der Luft ist keine neue Idee, doch erst aktuelle technologische Innovationen ermöglichen einen effizienten und großflächigen Einsatz. Die neuen Verfahren bergen damit ein großes Potenzial für wasserarme Regionen auf der ganzen Welt und könnten Millionen Menschen mit sauberem Trinkwasser versorgen. Um dieses Potenzial auszuschöpfen, sind nun weitere Forschung sowie Pilotprojekte in betroffenen Regionen notwendig.