Mit der „dritten Dimension“ Trinkwasser in trockene Gebiete bringen

Nebelfänger „CloudFisher“ auf dem Markt

Alle Menschen mit Trinkwasser zu versorgen ist eine der großen Herausforderungen der Zukunft. Insbesondere in Entwicklungsländern ist eine zentrale Wasserversorgung oft technisch und logistisch nicht möglich. Das Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) hat ein Hochleistungstextil enwickelt, das Wasser aus der Luft gewinnt. Es ist jetzt in Form eines „Nebelfängers“ auf dem Markt erhältlich.

Laut WasserStiftung haben 1,2 Milliarden Menschen keinen gesicherten Zugang zu einer Quelle, einem Brunnen oder Leitungssystem. 2025 werden es 2,3 Milliarden Menschen sein. Kein Rohstoff ist so bedeutend wie Wasser; der Zugang zu sauberem Wasser gilt als Menschenrecht. Dass es auf der Erde ungleich verteilt ist, sorgt für Konflikte, die durch die zunehmende Versteppung aufgrund des Klimawandels verstärkt werden.

Was die Natur in trockenen Gebieten seit Jahrtausenden zum Überleben erfolgreich einsetzt, versucht der Mensch nun in die Technik umzusetzen: Die Gewinnung von lebenswichtigem Wasser aus der Feuchtigkeit der Luft. Vorbilder sind der Wüstenkäfer, die Kanarenkiefer und Wüstengräser.

Die Wüste Namib an der Westküste Afrikas ist sehr niederschlagsarm, weist aber zeitweise eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit mit Nebeleintrag auf. Das macht sich der Nebeltrinker-Käfer (Onymacris unguicularis) zunutze. Sein Rücken ist fein strukturiert, so daß die kleinen Nebeltröpfchen dort hängen bleiben, zusammenwachsen und sich damit vergrößern. Diese rollen zum Mund des Käfers ab und werden getrunken.

Auch manche Pflanzenarten decken ihren Wasserbedarf nicht nur mit Hilfe von Wurzeln aus dem Boden, sondern gewinnen Flüssigkeit aus der Luft. Der Kanarenkiefer (Pinus canariensis) gelingt es zum Beispiel mit ihrer dichten Krone aus nadelförmigen Blättern das Wasser förmlich aus der Luft zu „kämmen“.

Bislang konnte die Technik nur ansatzweise umsetzen, was der Natur so erfolgreich gelingt: Hocheffiziente Nebeltröpfchen-Abscheidung mit rascher Ableitung der gesammelten Flüssigkeit. Weltweit, unter anderem in Chile und Namibia, werden derzeit größtenteils einfache Raschelnetze als Nebelfänger eingesetzt. Doch die Textilien reißen bei böigen Winden von den Halterungen oder die Halterungen knicken ab. Außerdem sind diese zweidimensonalen Textilien nicht sehr ergiebig.

An dieser Stelle setzte die Forschungsarbeit des ITV an, das die „dritte Dimension“ von Textilien nutzt, um die Nebelfänger effektiver zu machen. Die dreidimensionalen Strukturen der nebelfangenden Pflanzen und Tiere können besonders gut mit Abstandstextilien nachempfunden werden, deren Struktur mit Parametern wie Faserdurchmesser, Wabengröße und Maschendichte beeinflusst werden kann. Wie ihre biologischen Vorbilder bieten sie eine große Kontaktfläche zum Nebel. Dank ihrer hohen Luftdurchlässigkeit halten sie Stürmen mit Windgeschwindigkeiten bis zu 120 km/h stand. Auch extrem hohe Sonneneinstrahlung kann diesen Abstandstextilien nichts anhaben. Das 3D Textilflächengebilde „FogHa-TiN“ wurde in den Nebelkollektor „CloudFisher“ eingebaut und erreichte im Test bis zu 66 Liter Wasser / m² Textil pro Tag. Damit ist das Textil etwa dreimal effektiver als herkömmliches Material.

Derzeit wird der Nebelfänger von der Firma Essedea in Kooperation mit der deutschen WasserStiftung in einem anderthalbjährigen Feldversuch in Marokko weiter getestet und modifiziert.
Dieser weltweit erste serienmäßige Nebelfänger „CloudFisher“ kann auch von ungelernten Helfern schnell aufgebaut werden, er benötigt keine Energie und ist extrem wartungsarm. Alle verwendeten Materialien sind lebensmittelecht. Der modulare Bausatz kann bei der Firma Aqualonis erworben werden kann.

Dr. Jamal Sarsour, Wissenschaftler am ITV, freut sich, dass mit dem „CloudFisher“ ein System auf dem Markt ist, das hunderttausende Menschen mit hochwertigem Trinkwasser versorgen kann, das WHO-Standard entspricht: „Das Wasser ist in der Luft, man muss es nur greifen“. Der „CloudFisher“ ist vielseitig einsetzbar. „Er liefert auch Wasser für die Land- und Forstwirtschaft und lässt sich für kommerzielle Zwecke nutzen, etwa für den Anbau von Weinfeldern in Kalifornien oder sogar für die Bewässerung von Golfplätzen“ teilt Projektleiter Dr. Stegmaier mit.
Die in Denkendorf entwickelten Textilien sind unter dem Markennamen „FogHa-TiN“ verfügbar. Sie eignen sich auch für technische Anwendungen wie zum Beispiel zur Abscheidung von gesundheitsschädlichen Aerosolen aus Dämpfen.

Weitere Informationen zum Thema:
Dr. Thomas Stegmaier, Leiter Technische Textilien, Oberflächentechnik, Umwelttechnik, Bionik
Tel: 0711 9340 219
e-mail: thomas.stegmaier@itv-denkendorf.de

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