MIT-Forscher entwickeln Ultraschallsystem zur schnellen Wassergewinnung aus Luftfeuchtigkeit

Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben im Jahr 2025 ein neues System zur atmosphärischen Wassergewinnung (AWH) vorgestellt, das Trinkwasser selbst in sehr trockenen Regionen in kurzer Zeit aus der Luft extrahieren kann. Diese Innovation reduziert den Prozess der Feuchtigkeitsentnahme von Stunden oder Tagen auf wenige Minuten, was eine wichtige Ressource für Gemeinschaften ohne Zugang zu natürlichen Wasserquellen bereitstellt.

Die Forschungsarbeit, die von Svetlana Boriskina, einer leitenden Wissenschaftlerin am MIT Department of Mechanical Engineering, geleitet wurde, kombiniert etablierte AWH-Prinzipien mit einem neuartigen mechanischen Ansatz. Die zentrale Neuerung besteht in der Nutzung von Ultraschall zur schnellen Freisetzung von Wasserdampf, der zuvor von porösen, schwammartigen Materialien, den sogenannten Sorbentien, absorbiert wurde. Die detaillierten Ergebnisse dieser Forschung veröffentlichte das Team am 18. November 2025 in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Herkömmliche AWH-Systeme sind oft auf langsame solare Verdunstung angewiesen, um das gebundene Wasser freizusetzen, was die tägliche Ertragsmenge begrenzt. Die neue Methode hingegen löst das Wasser physikalisch aus dem Material, was schnelle Absorptions- und Desorptionszyklen ermöglicht. Das experimentelle Gerät verwendet einen keramischen Aktuator, der bei Energiezufuhr mit hochfrequenten Ultraschallwellen schwingt. Diese Schwingungen brechen die molekularen Bindungen zwischen den Wasserpartikeln und der Sorbens-Oberfläche auf, wodurch die Tröpfchen gelöst werden und in einen Sammelbehälter fließen können.

Die Ingenieure, zu denen auch der Doktorand Ikra Iftekhar Shuvo zählt, beziffern die Effizienz des Prototyps bei der Wasserfreisetzung auf etwa das 45-fache im Vergleich zu traditionellen, auf solarer Wärme basierenden Verdampfungsmethoden. Um den Energiebedarf für den Ultraschallgenerator zu decken, schlagen die Forscher die Integration des Geräts mit einer kleinen Photovoltaikzelle vor. Diese Zelle könnte sowohl als Energiequelle als auch als Sensor dienen, um den Sättigungsgrad des Sorbens zu überwachen und den Extraktionszyklus automatisch zu steuern. Dies würde einem kompakten, fenstergroßen System ermöglichen, mehrmals täglich Wasser zu sammeln.

Svetlana Boriskina hob die Kompatibilität der Technologie mit den meisten bereits existierenden AWH-Sorbentien hervor, was ihr ein breites Anwendungspotenzial in wasserarmen Regionen verleiht. Die Fähigkeit, Wasser schnell und effizient zu gewinnen, insbesondere in Gebieten, in denen Meerwasserentsalzung nicht praktikabel ist, positioniert diese Entwicklung als eine vielversprechende Option zur Bewältigung der globalen Wasserknappheit. In Kammerversuchen konnten die Forscher nachweisen, dass vollständig gesättigte Sorbentien innerhalb weniger Minuten nach der Ultraschallaktivierung trocken sind.