CAU-10-H: Deutsches Material holt jeden Tag 1,8 Liter Trinkwasser aus der Luft

Mit CAU-10-H wollen Forscher der Uni Kiel Wasser aus der Luft gewinnen. Dabei soll dieser Prozess effizienter und schneller gelingen als mit anderen Materialsystemen. Außerdem soll es schnell und günstig produziert werden und Kühlsysteme verbessern können. 

Hinter der Buchstaben- und Zahlenfolge versteckt sich eine sogenannte Metall-organische Gerüstverbindung (MOF). Sie wurde bereits vor 15 Jahren am Kieler Institut für Anorganische Chemie entwickelt und nun verbessert. Wie ein Schwamm kann es in kürzester Zeit viel Wasser aufnehmen und schnell wieder abgeben. Grund dafür ist die poröse Struktur, also sehr fein vernetzte Hohlräume zwischen den Molekülen. 

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Um das Material effizienter zu machen, optimierten sie es gezielt für die Wasseraufnahme und Wärmetransformation. So bindet es bereits bei Raumtemperatur und mehr als 18 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit Wassermoleküle, schreiben die Forscher in einer Aussendung. Pro Gramm CAU-10-H kann 0,17 g Wasser gespeichert werden. Bei 70 Grad werden die Moleküle wieder freigesetzt. 

1,8 Liter Wasser pro Tag

Mithilfe spezieller Kohlenstoffstrukturen konnte dieser Prozess zusätzlich beschleunigt werden. Das Material lässt sich gezielt durch Strom und Sonnenlicht erwärmen und gibt dann das gespeicherte Wasser schneller ab. So kann man es in kürzeren Zyklen von wenigen Stunden arbeiten lassen. In einem solchen kontinuierlichen Betrieb könnten täglich 1,8 Liter Wasser pro Kilogramm CAU-10-H aus der Luft gewonnen werden. Die Ergebnisse der zugehörigen Studie erschienen im Fachmagazin Journal of Materials Chemistry A. 

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Besser Kühlleistung

In einer zweiten Studie zeigten die Forscher, wie große Mengen des CAU-10-H hergestellt werden können. Sie zeigen auch, wie man damit die Effizienz von Kühlanlagen verbessern kann. Es kann etwa die Kühlleistung von Absorptionskälteanlagen verdreifachen. Diese Anlagen verwenden Wärmeenergie statt Strom für die Kühlung. Damit würde der Energieverbrauch dieser Anlagen verringert, so die Forscher. 

Die Forscher wollen mit ihrem Projekt gezielt neue Wasserquellen für den immer heißer werdenden Mittelmeerraum gewinnen. „Regionen wie diese kämpfen mit steigenden Temperaturen und sinkenden Niederschlagsmengen. Wir wollen eine umweltfreundliche Technologie entwickeln, um Wassermoleküle aus der Luft in Trinkwasser umzuwandeln“, sagt Norbert Stock vom Institut für Anorganische Chemie der Uni Kiel in einer Pressemitteilung.

Zudem wurde jetzt der Zwischenschritt aus dem Labor hin zur industriellen Massenproduktion getan: die Herstellung im Technikumsmaßstab. So wurden 30 Kilogramm CAU-10-H hergestellt, etwa 60-mal mehr als man im Labor produzieren konnte. Ziel sei es, die Herstellungskosten auf 12 bis 14 Dollar pro Kilogramm zu reduzieren, um es für reale Anwendungen einsatzbereit zu machen.