WASSERMANGEL

Die WHO (World Health Organization) zeichnet im Fact Sheet „Water“ vom Juni 2015 ein klares und erschreckendes Bild der aktuellen und vor allem der zukünftigen Lage der globalen Trinkwasserversorgung: Momentan haben rund 2 Milliarden Menschen keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser, was seit dem UNO-Beschluss 2010 zu den Menschenrechten zählt. Bis ins Jahr 2025 werden, bedingt durch den Klimawandel, dem zunehmenden industriellen und landwirtschaftlichen Bedarf, dem Bevölkerungswachstum und der Urbanisierung, 50 % der Weltbevölkerung in wasserarmen Gebieten leben, was zu Konflikten, vermehrter Krankheitsausbreitung und Flüchtlingsströmen führen wird.

ATMOSPHÄRE

Die Atmosphäre enthält über sechs Mal mehr Wasser in Form von Dampf, als alle Flüsse der Erde gemeinsam führen. Somit ist die Atmosphäre eines der grössten Süsswasserreservoire der Erde. Dazu ist sie auch das sich am schnellsten regenerierende Wasserreservoir, denn die Atmosphäre setzt ihren Wassergehalt in nur zehn Tagen einmal komplett um. Damit ist sie eine erneuerbare Ressource und kann bedenkenlos nachhaltig genutzt werden. Dieses Wasserreservoir steht weltweit umsonst zur Verfügung und kann zur Trinkwassergewinnung nutzbar gemacht werden.

Wasserkreislauf
Der Globale Wasserkreislauf: Wasserreservoire (blaue Zahlen) in 1’000 km³ Wasser, Wasserflüsse (schwarze Zahlen) in 1’000 km³ Wasser pro Jahr;
Quelle: http://bildungsserver.hamburg.de/wasserressourcen-nav/2182190/wasserkreislauf-global

Die Grafik veranschaulicht den durch die Sonne getriebenen Wasserkreislauf der Erde zwischen Meer, Land und Atmosphäre. Je nach Quelle unterscheiden sich sowohl die Grössen der Wasserreservoire als auch die der Wasserflüsse markant. In den Grössenordnungen sind sich die verschiedenen Quellen jedoch einig, erst recht im Hinblick auf den Wassergehalt der Atmosphäre und der Flüsse, da sich diese im Gegensatz zum Grundwasser und Eis relativ einfach bemessen lassen.

Aus dem riesigen Wasserreservoir der Atmosphäre entnehmen wir verhältnismässig geringe Wassermengen, einen Tropfen auf den heissen Stein. Dabei wird das gewonnene Wasser dem Kreislauf nicht entzogen – es macht lediglich einen kurzen Umweg durch den menschlichen Organismus oder einen industriellen Prozess und wird dann durch Verdunstung grösstenteils wieder an die Atmosphäre zurückgegeben. Durch den Luftbrunnen wird im Prinzip nur ein zusätzliches Kettenglied im geschlossenen Wasserkreislauf, analog der Stauung eines Flusses, durch Zwischennutzung der Luftfeuchtigkeit eingeführt.

Warme Luft kann viel mehr Wasser aufnehmen als kalte Luft. So enthält z.B. repräsentative Wüstenluft von 40 °C und 30 % relativer Luftfeuchtigkeit mehr Wasser als Luft an einem kühlen Abend von 20 °C und 80 % Luftfeuchtigkeit in Mitteleuropa. In der Schweiz würde kaum jemand die Umgebungsluft als trocken bezeichnen; mit 6.8 g/m³ (Brugg, AG) enthält sie im Jahresmittel jedoch weniger Wasser als beispielsweise in Marrakech im Wüstenstaat Marokko mit 9.7 g/m³.

LUFTBRUNNEN -WATER HARVESTING

Ein Luftbrunnen erschliesst die Atmosphäre als Süsswasserreservoir und lässt Wasser fliessen. Dabei ist er im Grundsatz nichts anderes als ein Raumluftentfeuchter, wenn auch etwas anders ausgeführt. AquAero hat sich zum Innovationsziel gesetzt, eine Technologie zu entwickeln, die speziell in Regionen hoher Trockenheit möglichst grosse Mengen an Wasser zu einem minimalen Energieaufwand bereitstellt, wodurch das Wasser zu erschwinglichen Kosten fliessen soll.

Der Luftbrunnen kann für den mobilen Einsatz in einen Container verbaut und per Lastwagen transportiert werden. Ebenso ist die Ausführung für einen ortsgebundenen Gebrauch zur Versorgung einer Siedlung vorgesehen. Je nach Anlagengrösse und klimatischen Randbedingungen kann ein Luftbrunnen täglich 100, 1’000 oder gar 10’000 Liter Wasser produzieren.

Es stellt sich hier die Frage, ob bei schadstoffbelasteter Luft giftiges Wasser produziert wird:
Kommt MOF mit schadstoffbelasteter Luft in Berührung, so strömen schwebende mikro- und makroskopische Partikel (Feinstaub) am MOF vorbei, da sie durch ihre Partikelgrösse nicht in die Poren eindringen können. Weitere Gasmoleküle wie z.B. flüchtige organische Stoffe (VOCs) werden wegen der Stoff-selektiven Eigenschaft von MOF nicht aufgenommen.

Das Produkt des Luftbrunnens ist reines, destilliertes Wasser, sofern keine weiteren Bemühungen zur Wasseraufbereitung unternommen werden. Soll es als Trinkwasser verwendet werden, drängt sich die Frage auf, inwiefern dies schädlich für den menschlichen Körper ist. Es stimmt zwar, dass Zellen bei direktem Kontakt mit destilliertem Wasser aufgrund der Osmose platzen können. Da das Wasser jedoch über unser Verdauungssystem ins Blut und erst dann zu den Zellen gelangt, nimmt es während der Verdauung Mineralien und Nährstoffe aus der Nahrung auf und verliert dabei seinen destillierten Charakter. Damit kommen unsere Zellen nie in Berührung mit dem destillierten Wasser selbst. Voraussetzung dafür ist jedoch eine ausgewogene Ernährung. Kann dies nicht gewährleistet werden, ist eine mineralisierende Aufbereitung des Wassers aus dem Luftbrunnen geplant.