Das Netz fängt Wasser ein und reinigt es von Nebel

Jan 01, 2024

Teil eines Araukarienwaldes im Nebel in Lonquimay, Region Araukanien, Chile. (Quelle: Getty Images)

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Ein speziell beschichtetes Metallgewebe kann Wasser aus Nebel gewinnen und gleichzeitig Schadstoffe entfernen, berichten Forscher.

In Ländern wie Peru, Bolivien und Chile ist es nicht ungewöhnlich, dass Menschen, die in nebligen Gebieten leben, Netze aufhängen, um Wassertropfen aufzufangen. Das Gleiche gilt für Marokko und Oman.

Tröpfchen rieseln durch das Sieb und werden gesammelt, um Wasser zum Trinken, Kochen und Waschen bereitzustellen. Mit einem Nebelnetz auf nur wenigen Quadratmetern Fläche können täglich bis zu mehrere hundert Liter Wasser gewonnen werden. Für Regionen mit wenig Regen oder Quellwasser, in denen aber häufig Nebel auftritt, kann dies ein Segen sein.

Ein entscheidender Nachteil dieser Methode ist jedoch die Luftverschmutzung, da die Schadstoffe auch in den Wassertröpfchen landen. In vielen Großstädten der Welt ist die Luft so verschmutzt, dass das aus dem Nebel gewonnene Wasser nicht sauber genug ist, um unbehandelt entweder zum Trinken oder zum Kochen verwendet zu werden.

Forscher der ETH Zürich haben nun eine Methode entwickelt, die Wasser aus Nebel sammelt und gleichzeitig reinigt. Dabei wird ein engmaschiges Gitter aus Metalldraht verwendet, das mit einer Mischung aus speziell ausgewählten Polymeren und Titandioxid beschichtet ist. Die Polymere sorgen dafür, dass sich Wassertröpfchen effizient auf dem Netz sammeln und dann so schnell wie möglich in einen Behälter rieseln, bevor sie vom Wind weggeblasen werden können. Das Titandioxid wirkt als chemischer Katalysator und zersetzt die Moleküle vieler in den Tröpfchen enthaltener organischer Schadstoffe, um sie unschädlich zu machen.

„Unser System sammelt nicht nur Nebel, sondern bereitet das gesammelte Wasser auch auf, sodass es in Gebieten mit Luftverschmutzung eingesetzt werden kann, beispielsweise in dicht besiedelten städtischen Zentren“, erklärt Ritwick Ghosh. Ghosh, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz, führte dieses Projekt während eines längeren Gastaufenthalts an der ETH Zürich durch. Dort war er Mitglied der Gruppe um Thomas Schutzius, der heute Professor an der University of California in Berkeley ist.

Sobald die Technologie installiert ist, ist kaum oder gar keine Wartung erforderlich. Darüber hinaus ist außer einer kleinen, aber regelmäßigen Dosis UV-Strahlung zur Regeneration des Katalysators keine Energie erforderlich. Eine halbe Stunde Sonnenlicht reicht aus, um das Titanoxid für weitere 24 Stunden zu reaktivieren – dank einer Eigenschaft, die als photokatalytisches Gedächtnis bekannt ist. Nach der Reaktivierung mit UV bleibt der Katalysator auch im Dunkeln über einen längeren Zeitraum aktiv. Da es in nebelgefährdeten Gebieten oft nur selten zu Sonneneinstrahlung kommt, ist dies eine sehr nützliche Eigenschaft.

Der neue Nebelkollektor wurde im Labor und in einer kleinen Pilotanlage in Zürich getestet. Den Forschern gelang es, 8 % des Wassers im künstlich erzeugten Nebel zu sammeln und 94 % der zugesetzten organischen Verbindungen abzubauen. Zu den hinzugefügten Schadstoffen gehörten feinste Dieseltröpfchen und die Chemikalie Bisphenol A, ein hormonell wirksamer Wirkstoff.

Neben der Gewinnung von Trinkwasser aus Nebel könnte diese Technologie auch zur Rückgewinnung des in den Kühltürmen verwendeten Wassers eingesetzt werden. „In den Kühltürmen entweicht Dampf in die Atmosphäre. „In den USA, wo ich lebe, verbrauchen wir viel Süßwasser zur Kühlung von Kraftwerken“, sagt Schutzius. „Es wäre sinnvoll, einen Teil dieses Wassers aufzufangen, bevor es austritt, und sicherzustellen, dass es rein ist, falls man es wieder in die Umwelt zurückführen möchte.“

Eine Studie zu den Ergebnissen erscheint in Nature Sustainability.

Quelle: ETH Zürich

Ursprüngliche Studie DOI: 10.1038/s41893-023-01159-9

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