Kühlung in der Wüste: Schwerkraft-Technologie gewinnt Wasser aus der Luft

Ein neues System zur Kühlung, das mit Schwerkraft arbeitet, könnte die Solarenergie-Nutzung in trockenen Regionen grundlegend verändern. Entwickelt von einem internationalen Forscherteam an der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), kühlt es Solarzellen und gewinnt gleichzeitig Wasser aus der Luft – und das ganz ohne Strom. Besonders in abgelegenen Gebieten Saudi-Arabiens, wo die Stromversorgung oft schwierig ist, könnte diese Technologie von großem Nutzen sein.

Nicht nur Kühlung gelingt – Schwerkraft hilft Wasser zu erzeugen

Das Besondere an der neuen Kühlung ist die Verwendung eines speziellen Polymers, das mit Silikonöl beschichtet ist. Dieses Material ermöglicht es, dass Wassertropfen auf der Oberfläche des Systems nicht haften bleiben, was bei herkömmlichen AWH-Technologien (atmospheric water harvesting – Gewinnung von Wasser aus der Luft) oft ein Problem darstellt. Die Schwerkraft übernimmt hier die Arbeit: „Unsere Beschichtung hat das Anhaften von Wassertropfen effektiv verhindert und eine echte passive Wassersammlung ermöglicht“, erklärt Shakeel Ahmad, Postdoktorand an der KAUST. Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in der Zeitschrift Advanced Materials veröffentlicht.

Diese neue Methode macht eine aktive Sammlung der Kondensate, die bei älteren Systemen nötig war, überflüssig. Dadurch wird nicht nur die Effizienz der Wassergewinnung gesteigert, sondern auch der Wartungsaufwand erheblich reduziert. Das System konnte in Tests die Wassersammelrate im Vergleich zu anderen Technologien fast verdoppeln.

Tests unter realen Bedingungen liefern Ergebnisse

Um die Praxistauglichkeit des Systems zu beweisen, wurde es über ein Jahr hinweg sechs Mal unter natürlichen Bedingungen in der Region Thuwal, etwa 100 Kilometer nördlich von Dschidda, getestet. Diese Tests fanden zu verschiedenen Jahreszeiten und unter unterschiedlichen Luftfeuchtigkeits- und Windbedingungen statt. Die Forscher konnten dabei eine beeindruckende Wassersammelrate von bis zu 21 Gramm pro Quadratmeter pro Stunde verzeichnen, während vergleichbare Technologien nur etwa 10 Gramm erreichen.

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Ein weiterer Vorteil des Systems ist, dass es keinerlei mechanische Teile wie Ventilatoren oder Kompressoren benötigt. Diese Eigenschaft reduziert nicht nur den Energieverbrauch, sondern auch die Wartungskosten erheblich. „Das System verbraucht keine Elektrizität, was zu enormen Energieeinsparungen führt“, so Ahmad. „Außerdem entfallen aufwendige Reparaturen, da keine beweglichen Teile vorhanden sind.“

Einsatzmöglichkeiten weit über Solarzellen hinaus

Die Forscher sehen großes Potenzial in der Nutzung der gewonnenen Wassermengen, nicht nur zur Kühlung von Solarzellen. Das Wasser kann auch für die Bewässerung oder zur Kühlung von Gebäuden verwendet werden. Durch die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten könnte das System in trockenen Regionen eine wichtige Rolle bei der Lösung von Wasser- und Energieproblemen spielen.

Prof. Qiaoqiang Gan von der KAUST, einer der Hauptautoren der Studie, erläutert: „Diese Technologie ist besonders wertvoll in Gebieten, wo der Zugang zu Strom und Wasser begrenzt ist.“ Das System könnte langfristig dazu beitragen, den Bedarf an Strom für Wassergewinnungssysteme in ländlichen Regionen zu minimieren.

Was du dir merken solltest:

• Die Schwerkraft-Technologie nutzt Kühlung, um Solarzellen zu schützen und gleichzeitig Wasser aus der Luft zu gewinnen – komplett stromfrei.
• Ein spezielles Polymer mit Silikonöl-Beschichtung ermöglicht die passive Sammlung von Wasser durch Schwerkraft.
• Die Technologie verdoppelt die Wassersammelrate im Vergleich zu herkömmlichen Methoden und reduziert gleichzeitig Wartung und Energiekosten.

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Bild: © KAUST