Sauberes Wasser aus dem Nebel

In Peru, Bolivien und Chile, aber auch in Marokko und im Oman wird es schon gemacht: In abgelegenen nebelreichen Regionen stellen die Menschen Netze auf, an denen sich die Nebeltr?pfchen ablagern, an den Maschen herunterrinnen und aufgefangen werden k?nnen. Bis zu mehrere hundert Liter Wasser zum Trinken, Kochen, Waschen lassen sich so an einem Tag mit einem nur wenige Quadratmeter grossen Nebelkollektor gewinnen. In Gegenden, in denen es viel Nebel hat, aber kaum Quell- oder Regenwasser, ist das ein Segen.

Ein Problem ist allerdings die Luftverschmutzung, denn Schadstoffe reichern sich auch in den Nebeltropfen an. In vielen Grossst?dten der Welt ist die Luft so stark verschmutzt, dass dort aus dem Nebel gewonnenes Wasser nicht sauber genug w?re, um es unbehandelt zum Trinken oder Kochen zu verwenden.

Forschende an der ETH Z¨¹rich haben nun eine Methode entwickelt, die Wasser aus dem Nebel nicht nur sammelt, sondern zugleich reinigt. Sie verwendeten dazu ein engmaschiges Geflecht aus Metalldraht und beschichteten dieses mit einem Gemisch aus Polymeren und Titandioxid. Die Polymere sind so gew?hlt, dass sich die Wassertropfen optimal am Geflecht ablagern und dann m?glichst schnell in einen Sammelbeh?lter abfliessen, um nicht vom Wind wieder fortgeweht zu werden. Titandioxid wirkt als chemischer Katalysator. Es spaltet viele in den Tropfen enthaltene organische Schadstoffmolek¨¹le und macht sie somit unsch?dlich.

?Indem wir das Nebelsammeln mit der Wasseraufbereitung kombinieren, kann es auch in Regionen mit Luftverschmutzung genutzt werden, zum Beispiel in dicht besiedelten Ballungszentren?, sagt Ritwick Ghosh. Er ist Wissenschaftler am Max-Planck-Institut f¨¹r Polymerforschung in Mainz und f¨¹hrte dieses Forschungsprojekt w?hrend eines l?ngeren Gastaufenthalts an der ETH Z¨¹rich in der Gruppe von Thomas Schutzius durch. Schutzius ist mittlerweile einem Ruf als Professor an die University of California in Berkeley gefolgt.

Photokatalytisches Ged?chtnis

Einmal installiert, muss die Technologie kaum gewartet werden und ben?tigt ausser Sonnenlicht keine weitere Energie. Das Titandioxid muss regelm?ssig UV-Licht von der Sonne abbekommen, um sich zu regenerieren. Allerdings ist der Katalysator gen¨¹gsam: eine halbe Stunde Sonne reicht, um 24 Stunden aktiv zu bleiben. Das hat mit Eigenschaft von Titandioxid zu tun, die als photokatalytisches Ged?chtnis bezeichnet wird. Wird der Stoff mit UV-Licht aktiviert, bleibt er f¨¹r eine l?ngere Zeit auch im Dunkeln katalytisch aktiv. Hier erweist sich das als Gl¨¹cksfall. Denn wo es viel Nebel gibt, scheint die Sonne oft nicht allzu lang.

Die Forschenden haben den Nebelf?nger im Labor sowie in einer kleinen Pilotanlage in Z¨¹rich getestet. Damit konnten sie 8 Prozent des k¨¹nstlich erzeugten Nebels einsammeln und 94 Prozent der organischen Verbindungen abbauen, die sie dem Nebel beigemischt hatten. Unter den getesteten Schadstoffen waren feinste Dieseltr?pfchen sowie die hormonaktive Chemikalie Bisphenol A.

K¨¹hlt¨¹rme als weitere Anwendung

Ausser f¨¹r die Trinkwassergewinnung l?sst sich die Technologie auch nutzen, um Wasser aus K¨¹hlt¨¹rmen zur¨¹ckzugewinnen. ?In den K¨¹hlt¨¹rmen entweicht Dampf in die Atmosph?re. In den USA, wo ich lebe, verbrauchen wir viel Frischwasser f¨¹r die K¨¹hlung von Kraftwerken?, sagt Schutzius. ?Es w?re sinnvoll, einen Teil dieses Wassers aufzufangen, bevor es entweicht, und sicherzustellen, dass es schadstofffrei ist, falls man es wieder in die Umwelt zur¨¹ckf¨¹hren m?chte.?

Ritwick Ghosh besch?ftigte sich in seiner fr¨¹heren Forschung intensiv mit der Wassergewinnung aus K¨¹hlt¨¹rmen. Er m?chte die Technologie nun weiterentwickeln und nach marktf?higen Anwendungen suchen. Damit m?chte er Nebel und Dampf als bisher wenig genutzte Wasserquelle st?rker aussch?pfen und damit einen Beitrag leisten zur L?sung der Wasserknappheit.