Met een heel poreus water absorberend materiaal blijkt het mogelijk om bij een lage luchtvochtigheid van 20 % toch water te winnen uit de buitenlucht, met alleen zonlicht als energiebron.

De lucht kan een grote bron zijn van drinkwater; het punt is alleen, hoe dat eruit te halen. Bij hoge luchtvochtigheid zijn er tal van methoden, zoals met de Dutch Rainmaker (lees: ‘Water uit windturbine’) en de zichzelf vullende waterfles (lees: ‘Waterfles vult zichzelf’). Beide methoden hebben wel veel energie nodig. Onderzoekers van universiteiten in de VS en Saoedi-Arabië hebben nu een methode ontwikkeld om ook bij lage luchtvochtigheid – minder dan 20 % – water uit de lucht te halen, met minimaal energiegebruik.
 

Microscoopfoto van het poreuze MOF.


Het succes zit hem in het gebruik van een extreem poreus materiaal, het zogeheten MOF-801 (pdf over waterabsorberende MOF’s), dat is opgebouwd uit een metaaloxide van zirkonium en organisch fumaarzuur. Dit materiaal trekt water aan en heeft door zijn poreuze opbouw een groot oppervlak waar het water aan kan hechten. Om dit water uit het materiaal los te maken is de warmte die de zon produceert voldoende.

Kristalstructuur van MOF, met geel holle ruimten.

De onderzoekers maakten een demonstratiemodel die bestond uit een laag van het absorberende MOF-materiaal van 5 bij 5 cm en 3 mm dik. De plaat werd een nacht lang in de lucht gelegd. De volgende dag werd de met water gevulde plaat in een afgesloten doorzichtige doos gelegd samen met een condensorplaat. Zonlicht zorgt ervoor dat de temperatuur in de doorzichtige doos flink oploopt waardoor het water weer uit het wateraantrekkende MOF-materiaal vrijkomt.

Het water vormt vervolgens druppels op de condensatorplaat. Daarbij is het voldoende dat die plaat op de omgevingstemperatuur wordt gehouden. Deze praktijkopstelling produceerde bij een luchtvochtigheid van 20 % gedurende 12 uur blootstelling aan de lucht ongeveer 0,2 liter water per kg MOF-materiaal.
 

Openingsbeeld: de watercel die de onderzoekers gebruikten, met in oranje het waterabsorberende materiaal. De warmtewisselaar onderin zorgt dat de condensor de buitentemperatuur aanneemt.