Wissenschaftler haben eine bahnbrechende lackartige Beschichtung entwickelt, die Wasser direkt aus der Atmosphäre gewinnen und gleichzeitig die Oberflächentemperaturen senken kann. Diese Technologie, eine Zusammenarbeit zwischen der University of Sydney und dem Start-up Dewpoint Innovations, stellt eine potenzielle Lösung für Wasserknappheit und städtische Hitzeminderung dar, insbesondere in Regionen, die den Auswirkungen des Klimawandels ausgesetzt sind.
Funktionsweise der Beschichtung: Passive Kühlung und Wasserkondensation
Die Beschichtung besteht aus einem porösen Polymer namens Polyvinylidenfluorid-co-Hexafluorpropen (PVDF-HFP) und nutzt einen einzigartigen passiven Kühlmechanismus. Es reflektiert bis zu 97 % des Sonnenlichts und strahlt Wärme effizient an die Umgebungsluft ab, sodass Oberflächen bis zu 6 Grad Celsius kühler bleiben als die Umgebungstemperatur. Dieser Kühleffekt schafft Bedingungen, die die Kondensation von atmosphärischem Wasserdampf begünstigen, ähnlich wie Dampf auf einem Badezimmerspiegel kondensiert.
Nachhaltiges Wassernutzungspotenzial
„Diese Technologie bringt nicht nur die Wissenschaft von kühlen Dachbeschichtungen voran, sondern öffnet auch die Tür zu nachhaltigen, kostengünstigen und dezentralen Frischwasserquellen – ein dringender Bedarf angesichts des Klimawandels und der wachsenden Wasserknappheit“, erklärte Professorin Chiara Neto von der University of Sydney.
Ergebnisse aus Feldtests
Eine sechsmonatige Outdoor-Studie auf dem Dach des Sydney Nanoscience Hub zeigte die Wirksamkeit der Beschichtung. Den Forschern gelang es, über 32 % des Jahres Tau zu sammeln, was auf eine zuverlässige und vorhersehbare Wasserversorgung auch ohne Regen hinweist. Unter optimalen Bedingungen kann die Beschichtung täglich bis zu 390 ml Wasser pro Quadratmeter gewinnen – ausreichend, um den täglichen Trinkbedarf einer Person auf einer 12 Quadratmeter großen Fläche zu decken.
Hauptvorteile gegenüber herkömmlichen weißen Farben
Im Gegensatz zu herkömmlichen weißen Farben, die auf ultraviolett reflektierenden Pigmenten wie Titandioxid basieren, erreicht diese poröse Beschichtung durch ihre innere Struktur ein hohes Reflexionsvermögen. „Unser Design erreicht durch seine innere poröse Struktur ein hohes Reflexionsvermögen und bietet Haltbarkeit ohne die Umweltnachteile pigmentbasierter Beschichtungen“, sagte Dr. Ming Chiu, Chief Technology Officer von Dewpoint Innovations. Durch den Verzicht auf UV-absorbierende Materialien überwindet die Technologie Einschränkungen des Sonnenreflexionsvermögens und vermeidet gleichzeitig Blendung durch diffuse Reflexion – wodurch eine optisch komfortable und praktische Lösung entsteht.
Robuste Leistung und breite Anwendungsmöglichkeiten
Das Forschungsteam überwachte die Leistung der Beschichtung während des gesamten Versuchs sorgfältig, zeichnete Minute für Minute Daten auf und bestätigte, dass ihre Robustheit unter grellem australischem Sonnenlicht ohne Beeinträchtigung blieb. Über die Fähigkeit zur Wassergewinnung hinaus verspricht die Beschichtung vielfältige industrielle Anwendungen: Bereitstellung von Wasser für Nutztiere, Unterstützung des Gartenbaus hochwertiger Pflanzen, Verbesserung der Kühlung durch Vernebelung und sogar Unterstützung bei der Wasserstoffproduktion.
Bekämpfung der städtischen Hitze und Erweiterung der Möglichkeiten
Diese innovative Technologie geht über die Wassersammlung hinaus. Der kühlende Effekt der Beschichtung hat das Potenzial, städtische Wärmeinseleffekte zu reduzieren und den Energieverbrauch für die Klimatisierung zu senken. Entscheidend ist, dass die Forschung die Annahme in Frage stellt, dass die Tauansammlung auf feuchte Klimazonen beschränkt ist. „Es geht nicht darum, Niederschläge zu ersetzen, sondern sie zu ergänzen – Wasser bereitzustellen, wo und wann andere Quellen knapp werden“, bemerkte Professor Neto.
Die in Advanced Functional Materials veröffentlichten Ergebnisse des Teams verdeutlichen einen bedeutenden Schritt hin zu klimaresistenten Wasserlösungen und nachhaltigen Kühlstrategien.
Diese neue lackähnliche Beschichtung ist eine praktische Lösung, die sowohl der Wasserknappheit als auch den steigenden Temperaturen in städtischen Gebieten entgegenwirken kann – ein bedeutender Fortschritt für die Nachhaltigkeit
