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Stellen Sie sich vor Sie haben Durst, ich hatte heute auch Durst und habe mir im Zug einen Kaffee bestellt. Aber diesen Durst meine ich gar nicht, sondern Sie sind so richtig durstig. Ein Kühlschrank mit tollen Mategetränken gegen den Klimawandel ist leider nicht direkt in greifbarer Nähe und Ihr Tag läuft anscheinend in die falsche Richtung. Überhaupt ist nicht viel in greifbarer Nähe. Die Wahrscheinlichkeit heute noch etwas gegen Ihren Durst zu finden ist gerade nicht sehr hoch, aber irgendwie bekommen Sie den Tag schon rum. Bei Instagram poppt zeitgleich an einem anderen Teil der Erde folgender Kommentar auf dem Bildschirm eines Handys auf:

[HIRN] Mach die doppelte Portion, dann hast was für morgen! [ICH] **frisst die doppelte Portion, hat nichts für morgen* IMMER!

Was haben Sie gelacht…

Gemäß den Vereinten Nationen leiden (stand 2012) 700 Millionen Menschen an Wasserknappheit. Bis 2025 wird erwartet, dass sich diese Zahl verdreifacht [1]!!! Es gibt verschiedenste Ideen von Forschern Wasser zu sammeln, da die Triebfeder vieler Forscher immer noch ist, die Lebensbedingungen von Menschen zu verbessern. In einem Bericht aus dem Journal ACS Nano vom Dezember 2016 berichten Forscher aus Mainz von einer Methode Wasser aus Nebel zu sammeln. Die Idee ist an den Nebeltrinker-Käfer aus Namibia angelehnt. Er sammelt Wasser auf der Oberfläche seines Rückens, das in Nebelschwaden aus dem Atlantik durch die Wüste zieht.

Die Idee ist, auf einem Kupferdraht Wasser zu sammeln und dann in einen Behälter zu transportieren. Damit sich das Wasser aus dem Nebel auf dem Draht ansammelt, sind Teile der Drahtoberfläche hydrophil. Auf hydrophilen Oberflächen sammelt sich Wasser sehr einfach an, da die Wassermoleküle sehr stark mit diesen Oberflächen Wechselwirken. Das Problem ist allerdings, dass das Wasser genau deswegen von dort schwer wieder wegwill und die Oberfläche belegt wäre um mehr Wasser zu sammeln. Deswegen sind die Forscher auf die Idee gekommen die anderen Teile der Drahtoberfläche hydrophob zu machen. Dort sammelt sich das Wasser nicht an, da die Wassermoleküle mit hydrophoben Oberflächen nur wenig interagieren und es eignet sich sehr gut um Wasser zu transportieren, da es nicht haften bleibt. Die richtige Kombination aus hydrophoben und hydrophilen Oberflächenteilen führt dazu, dass die Tropfen sich eigenständig entlang des Drahtes bewegen. Eigenschaft ob eine Oberfläche hydrophil oder hydrophob ist, lässt sich recht leicht über die Rauigkeit der Oberfläche einstellen. Deswegen besteht der Draht abwechselnd aus rauen und glatteren Bereichen. Damit der Wassertransport in die richtige Richtung und nicht willkürlich läuft, ist der Draht Spitz (korrekter wäre konisch…). Die Wassertopfen fließen somit vom dünnen zum dickeren Ende und nehmen auf dem Weg andere Wassertropfen auf. Wenn die Tropfen groß genug geworden sind fallen sie runter, oder sie werden am Rand aufgesammelt und von dort in einen Behälter geleitet wie unten dargestellt.

Bild 1

Reprinted with the permission of Pinchasik et al., © 2016 American Chemical Society

Es gibt bereits Ansätze Wasser aus Nebel mit Netzen einzusammeln. Allerdings schafft dieses neue Design in den Studien eine Rate von 6 l/m²h. Im Vergleich zu den Netzen mit 0.1-1.6 l/m²h ist das eine deutliche Verbesserung und ein sehr interessanter Ansatz.

[1] http://www.un.org/waterforlifedecade/scarcity.shtml (Aufgerufen am 23.11.2017)

[2] Pinschasik, B., Kappl, M. und Butt, H.-J. (2016) Small Structures, Big Droplets: The Role of Nanoscience in Fog Harvesting, ACS Nano, 10, 10627-10630

Kommentare (7)

  1. #1 Mars
    23. November 2017

    na ja, der ansatz mag ja stimmen …
    aber die netzte lassen sich rollen (knuddeln, falten …) und einfach transportieren, zwischen 2 stöcken oder bäumen aufspannen, und wenn man dann 5 m² nimmt, stimmt die ausbeute auch wieder
    und sind vermutlich auch um – mindestens – diesen faktor günstiger.

    gut finde ich natürlich, dass man nur über die oberfläche den wasserablauf hin bekommt, aber braucht man bei diesem system nicht noch eine wasserwaage (nicht zum wiegen) sondern um das system ins lot zu stellen?

  2. #2 Klaus
    24. November 2017

    Ich bin kein Fachmann, also denke ich womöglich falsch. Laut Wikipedia enthält Nebel max 0,3 Gramm Wasser pro Kubikmeter. Bei sechs Liter Wasser müssten also 20.000 Kubikmeter Nebel abgeschöpft werden. Pro Stunde, wenn die Angabe im Artikel stimmt. Ist das irgendwie realistisch?

  3. #3 Richard
    24. November 2017

    Bei sechs Liter Wasser müssten also 20.000 Kubikmeter Nebel abgeschöpft werden. Pro Stunde, wenn die Angabe im Artikel stimmt. Ist das irgendwie realistisch?

    Klingt zumindest nicht unrealistisch: Damit an einem Quadratmeter Sammler pro Stunde 20.000 Kubikmeter Nebel vorbeikommen reicht schon eine Windgeschwindigkeit von 20 km/h (= 20.000 m/h). Also knapp mehr als eine “schwache Brise” laut Beaufortskala (das sind 12-19 km/h).

  4. #4 Mars
    24. November 2017

    ist ganz einfach gerechnet:
    bei 1 m² grundfläche ist der Quader 20 km lang
    d.h. bei einer luftgeschwindigkeit von 20 km/h ist die rechnung voll erfüllt.

  5. #5 meregalli
    24. November 2017

    Bei maximaler Feuchtigkeit befinden sich in einem m³ Luft bei 30° C30 g Wasser. Die durch das Netz gebundenen Nebeltröpfchen werden wohl sogleich durch neue Kondensation ersetzt. Also müsste das Ganze auch ohne Wind funktionieren.

  6. #6 Klaus
    25. November 2017

    Danke für die Antworten. Also – optimistisch gedacht – 6 Liter Wasser pro Stunde bei dichtem Nebel und einer starken Brise sind erreichbar. – Der obige Artlkel beginnt mit der Feststellung, dass mehr als 700 Millionen Menschen unter Wasserknappheit leiden. Wieviele dieser Menschen leben in einer Gegend, in der mindestens für die Dauer von einer Stunde dichter Nebel herrscht bei einer gleichzeitigen steifen Brise?

  7. #7 meregalli
    27. November 2017

    @Klaus
    Die 700 Mio notleidenden Menschen leben gewiss nicht in nebeligen Gegenden. Wenn bisher oben beschriebene Netze in Verwendung waren und das neue System etwa 5 x wirksamer ist wird es wohl seine Bere4chtigung haben. Vorausgesetzt, es funktioniert auch bei Windstille, denn Wind und Nebel gleichzeitig sind, zumindest in unseren Breiten eher selten anzutreffen. Aber wie gesagt. In einem m³ Luft befindet sich fast 100 mal mehr Wasser als in den Nebeltröpfchen alleine.