Trinkwasser aus der Atmosphäre

Die Atmosphäre ist ein gewaltiges Süßwasserreservoir, das viele Menschen mit Trinkwasser versorgen könnte. Doch um Wasser direkt aus feuchter Luft zu kondensieren, wird viel Energie für die Kühlung benötigt. Eine sparsamere Alternative schlagen nun Wissenschaftler in Israel in der Fachzeitschrift „Environmental Science Technology“ vor. Mit ihrer Methode wird Kondenswasser nur noch aus purem Wasserdampf und nicht mehr aus feuchter Luft gewonnen. Bis zu 65 Prozent weniger Energie müsste dafür eingesetzt werden.

Schema mit zwei Kreisläufen, die zeigen, wie Luft zunächst in Wasserdampf und Luft mit wenig Wasseranteil aufgespalten wird und dann der Wasserdampf durch Kühlung zu Trinkwasser aufbereitet werden kann.
Trinkwassergewinnung aus Wasserdampf

„Luftfeuchtigkeit ist eine signifikante Trinkwasserquelle, die im Prinzip überall auf der Erde angezapft werden könnte“, sagt David Broday vom Israel Institute of Technology Technion in Haifa. Besonders für trockene Regionen weitab von den Meeren könnte daher Trinkwasser aus der Atmosphäre die Rolle der bereits effizienten Entsalzungsanlagen übernehmen. Um den Wasserdampf der Luft mit möglichst wenig Kühlaufwand zu kondensieren, wollen Broday und Kollegen ihn zuvor mit einem Trocknungsmittel abtrennen. Ihre Modellrechnungen zeigten, dass über diesen Weg pro Liter Trinkwasser theoretisch nur eine drittel Kilowattstunde Strom für ein Kühlaggregat nötig wäre.

Für ihre Simulation gingen die Forscher von mindestens 30 Prozent Luftfeuchtigkeit aus. Diese feuchte Luft soll in eine konzentrierte Lithiumchlorid-Lösung geblasen werden, die als Trocknungsmittel das Wasser aufnehmen kann. Mit Sonnenlicht erwärmt könnte diese Lösung einen Teil des absorbierten Wassers als reinen Wasserdampf wieder abgeben. Eine Kühlanlage bräuchte daraufhin nur den Wasserdampf bis unter den Taupunkt abzukühlen, um effizient kondensiertes Trinkwasser zu gewinnen. Im Vergleich zur Kühlung der feuchten Luft ließe sich so der Energiebedarf um etwa zwei Drittel reduzieren.

Ausgehend von dieser Modellrechnung ließen sich nun erste Pilotanlagen zur Trinkwassergewinnung aus feuchter Luft entwickeln. Testläufe müssten dann zeigen, ob der tatsächliche Energiebedarf den Werten aus den Simulationen entspräche. Im Erfolgsfall könnte die neue Methode als Trinkwasserquelle für trockene Regionen weit im Landesinneren fungieren – wie beispielsweise in der Sahelzone südlich der Sahara.

An Wasserdampf in der Atmosphäre werde es jedenfalls nicht mangeln. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass die Atmosphäre etwa 13 000 Kubikkilometer Wasser enthält und sich nur zwei Prozent davon in Wolken und Nebel konzentrieren. Diese Menge liegt in der gleichen Größenordnung wie sämtliche flüssige Süßwasservorkommen auf und in der Erde ohne Gebirgsgletscher und die Eisschilde an den Polen.