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Fast 1,5 Milliarden Menschen weltweit haben heute schon zu wenig Trinkwasser. Bis 2050 könnten es fünf Milliarden sein. Chemiker der Universität von Iowa haben jetzt ein Material entwickelt, das Wasser direkt aus der Luft einfängt – aktiviert allein durch Sonnenlicht. Wir erklären, wie die Technologie funktioniert, wo ihre Grenzen liegen und warum sie für trockene Regionen ein Durchbruch sein könnte.
Der weltweite Klimawandel destabilisiert den globalen Wasserkreislauf zunehmend und führt in vielen Regionen vermehrt zu extremen Dürreperioden. Laut aktuellen Angaben der Vereinten Nationen leben derzeit bereits etwa 1,42 Milliarden Menschen in Gebieten mit hoher Wasserknappheit. Bis zum Jahr 2050 könnte diese Krise laut Prognosen sogar fast fünf Milliarden Menschen betreffen. Angesichts dessen sucht die internationale Wissenschaft intensiv nach neuen Methoden zur effizienten Gewinnung von sauberem Trinkwasser.
Eine US-amerikanische Forschergruppe nutzte für ihre Entdeckung sogenannte metallorganische Gerüstverbindungen als technologische Basis. Diese Materialien kombinieren einzelne Metallatome mit organischen Molekülen zu dreidimensionalen Gittern. Die zugrunde liegende Methode wurde von Pionieren bereits in den 1990er Jahren entwickelt. Für diese Pionierarbeit wurden die ursprünglichen Entwickler im Jahr 2025 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet.
Für Trinkwasser: Wie UV-Licht winzige Wasserspeicher in Kristallen erzeugt
Bei den ersten Laborversuchen bildeten sich in den kristallinen Gittern zunächst jedoch keine der gewünschten Aussparungen. Erst die gezielte Bestrahlung mit ultraviolettem Licht löste schließlich die entscheidende chemische Reaktion aus. Die flexiblen Verbindungsstücke ordneten sich dabei von einer ursprünglichen H-Form in ein X-förmiges Muster um. Durch diesen Prozess entstehen unzählige winzige Hohlräume im Inneren der Kristalle.
Jede dieser neuen Aussparungen kann im aktivierten Zustand genau zwei Wassermoleküle aus der Umgebungsluft aufnehmen und speichern. Dies entspricht am Ende einer Masse von rund fünf Prozent der gesamten gefüllten Struktur. Die beteiligten Forscher vermuten, dass die einzelnen Moleküle über Wasserstoffbrückenbindungen an der Oberfläche in das Innere wandern. Das eingefangene Wasser lässt sich später transportieren und bei Bedarf auf Abruf wieder freisetzen.
Wann kommt das Material in der Praxis an?
Bisher nutzen die Chemiker in ihren Versuchen giftige Cadmiumatome als reinen Machbarkeitsnachweis für die Funktionalität. Daher untersucht das Forscherteam aktuell bereits weniger schädliche Alternativen für die praktische Anwendung. Zudem muss in einem nächsten Schritt intensiv geprüft werden, ob sich die Methode für den industriellen Maßstab eignet. Finanziert wurde die im März 2026 online veröffentlichte Studie von der National Science Foundation der Vereinigten Staaten.
Die Untersuchung könnte somit eine sehr energieeffiziente Methode zur zukünftigen Wasserlieferung in ressourcenarmen Gebieten bieten. Der wissenschaftliche Leiter Leonard MacGillivray erklärte dazu, dass das transportable System lediglich Sonnenlicht für den Prozess benötige. Das Wasser wird anschließend nach dem Transport ganz nach Bedarf flexibel wieder freigesetzt. Die Methode könnte somit maßgeblich zur Entwicklung intelligenter Technologien für die Wassergewinnung beitragen.
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