Das mit Titanoxid beschichtete Metallgitter sammelt und reinigt Wasser aus Nebel. (Bild: Max-Planck-Institut für Polymerforschung)
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 Nebeltröpfchen ablagern, an den Maschen herunterrinnen und aufgefangen werden können. 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 Großstädten der Welt ist die Luft so stark verschmutzt, dass dort aus dem Nebel gewonnenes Wasser nicht sauber genug wäre, um es unbehandelt zum Trinken oder Kochen zu verwenden.
Forscherinnen und Forscher am Max-Planck-Institut für Polymerforschung und an der ETH Zürich 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 Titanoxid. Die Polymere sind so gewählt, dass sich die Wassertropfen optimal am Geflecht ablagern und dann möglichst schnell in einen Sammelbehälter abfliessen, um nicht vom Wind wieder fortgeweht zu werden. Titanoxid wirkt als chemischer Katalysator. Es spaltet viele in den Tropfen enthaltene organische Schadstoffmoleküle und macht sie somit unschädlich.
"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 für Polymerforschung in Mainz und führte dieses Forschungsprojekt während einem längeren Gastaufenthalt an der ETH Zürich in der Gruppe von Thomas Schutzius durch.
Alles zum Thema Biokunststoffe
Auf dem Weg zu einer klimaneutralen Zukunft müssen verschiedenste Rädchen ineinander greifen. Doch wie schaffen wir es, die Dekarbonisierung unserer Gesellschaft umzusetzen? Biokunststoffe sind ein wichtiger Hebel um diesem Ziel näher zu kommen. Doch was wird unter einem Biokunststoff eigentlich verstanden? Wo werden diese bereits eingesetzt? Und ist "Bio" wirklich gleich "Bio"? Wir geben die Antworten. Alles, was Sie zu dem Thema wissen sollten, erfahren Sie hier.
Deshalb ist die Technologie wartungsarm
Einmal installiert, muss die Technologie kaum gewartet werden und benötigt außer Sonnenlicht keine weitere Energie. Das Titandioxid muss regelmässig UV-Licht von der Sonne abbekommen, um sich zu regenerieren. Allerdings ist der Katalysator genügsam: eine halbe Stunde Sonne reicht, um 24 h aktiv zu bleiben. Das hat mit Eigenschaft von Titanoxid zu tun, die als photokatalytisches Gedächtnis bezeichnet wird. Wird der Stoff mit UV-Licht aktiviert, bleibt er für eine längere Zeit auch im Dunkeln katalytisch aktiv. Hier erweist sich das als Glücksfall. Denn wo es viel Nebel gibt, scheint die Sonne oft nicht allzu lang.
Die Forscher haben den Nebelfänger im Labor sowie in einer kleinen Pilotanlage in Zürich getestet. Damit konnten sie 8 % des künstlich erzeugten Nebels einsammeln und 94 % der organischen Verbindungen abbauen, die sie dem Nebel beigemischt hatten. Unter den getesteten Schadstoffen waren feinste Dieseltröpfchen sowie die hormonaktive Chemikalie Bisphenol A.
Die Fachbeitrag ist bei Nature Sustainability online veröffentlicht.
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