Weltweit hat rund jeder vierte Mensch keinen sicheren Zugang zu sauberem Trinkwasser. Die Millionenmetropole Kapstadt stand bereits kurz vor einem "Tag Null" – dem Ereignis, an dem die gesamte Wasserversorgung der Stadt zusammenzubrechen drohte. Und auch bei uns wird Wasser zu einem kostbaren Gut: Nutzpflanzen und Bäume leiden unter Dürreperioden, vereinzelt mussten in den letzten Jahren Dörfer von außen mit Wasser versorgt werden.

Die Bundesregierung hat eine Nationale Wasserstrategie auf den Weg gebracht, mit der sie die Wasserversorgung langfristig sicherstellen will. Wasser ist in aller Munde und Forscher arbeiten an innovativen Technologien, um das kostbare Nass zu ernten.

Wie eine Solarzelle, nur für Wasser

Am Massachussets Institute of Technology (MIT) in Cambridge/USA haben Forschende nun eine Art Solar-Paneel für Trinkwasser entwickelt. Es ist so groß wie ein Fenster, steht senkrecht auf dem Boden und enthält Hydrogel. Das ist ein Gel, in dem sehr viel Wasser steckt. Man kennt es aus der Wundversorgung: Die Feuchtigkeit in dem Gel beschleunigt die Wundheilung.

Eine Nahaufnahme des neuen, von Origami inspirierten Hydrogel-Materials, das von MIT-Ingenieuren entwickelt wurde und aufquillt, um Wasser aus der Luft zu absorbieren. Wenn Wasser aus dem zu sammelnden Material kondensiert, schrumpfen die einzelnen Hydrogelkugeln wieder, um mehr Feuchtigkeit aufzunehmen.Bildrechte: MIT

Hydrogele können auch Wassermoleküle an sich binden und genau diese Eigenschaft machen sich die Forschenden zu Nutze. Denn in unserer Luft steckt Wasserdampf, in weit größerer Konzentration als beispielsweise Kohlendioxid.

Der Wasserdampf gelangt in das Paneel und wird von der schwarzen Hydrogel-Mischung aufgefangen. Das Hydrogel ist dabei nicht flach sondern wie Luftpolsterfolie mit kleinen Hubbeln angeordnet. Das vergrößert die Oberfläche und ermöglicht es mehr Wasserdampf aus der Luft zu ernten. Eine Schicht Kühlmittel in der "Wasser-Zelle" sorgt dafür, dass der Dampf abkühlt und zu Tropfen kondensiert. Ein Schlauch am Ende des Geräts fängt das Wasser auf. Feldversuche haben gezeigt: Das Wasser hat Trinkwasserqualität.

Wasser ernten in der Wüste

Das Forschungsteam um Umweltingenieur Xuanhe Zhao vom MIT hat seine Entwicklung im Death Valley in den USA getestet, einem der heißesten und trockensten Flecken der Erde. Selbst da gelang es ihnen mit einer einzigen "Wasser-Zelle" innerhalb eines Tag ein kleines Glas Trinkwasser zu gewinnen. Je feuchter eine Region, desto mehr Wasser könne man mit der Anlage gewinnen.

Die Technologie braucht dabei keine zusätzliche Energie, um den Wasserdampf anzuzapfen. Anders als andere Anlagen, die über Batterien, Solarzellen oder den Anschluss ans Stromnetz betrieben werden, reicht hier die Eigenschaft des Hydrogels, Wasser zu binden, in Kombination mit der Kühlschicht auf dem Glas.

Der Feldversuch habe außerdem gezeigt, dass die Qualität des Wassers gut sei: Andere Technologien wiesen laut den Autoren erhöhte Salzgehalte auf, die erst gefiltert werden müssten, bevor man das Wasser trinken könne.

Beim fenstergroßen Paneel mit der Gel-Mischung hingegen seien die Salzkonzentrationen gering und das Wasser könne direkt getrunken werden. Den Forschern zufolge sei es grundsätzlich möglich, mehrere dieser Paneele miteinander zu verbinden und so beispielsweise Haushalte in entlegenen Gegenden autark mit Wasser zu versorgen.

Links/Studien

Die Studie des Massachussets Institute of Technology mit dem Titel: A metre-scale vertical origami hydrogel panel for atmospheric water harvesting in Death Valley wurde am 11. Juni 2025 im Journal Nature Water veröffentlicht und kann hier nachgelesen werden.

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