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Superhydrophile Beschichtung ermöglicht effiziente Wassergewinnung
Ein südkoreanisches Forschungsteam hat ein flexibles Kondensationssystem auf Acrylsubstrat entwickelt, das mithilfe einer superhydrophilen PEG-PVA-Silan-Beschichtung eine Wasserrückgewinnung von bis zu 85 % erreicht. Die skalierbare Lösung eröffnet neue Perspektiven für die solargetriebene Süßwassergewinnung in ariden Regionen.
Süßwassermangel entwickelt sich weltweit zu einer wachsenden Herausforderung, angetrieben von Bevölkerungswachstum, Umweltverschmutzung und Klimawandel. Eine hohe Kondensationseffizienz ist entscheidend, um solargetriebene Entsalzungs- und Wasseraufbereitungssysteme leistungsfähiger zu machen, insbesondere in ariden und semiariden Regionen. Ein Forschungsteam aus Südkorea hat nun ein flexibles und skalierbares photoelektrothermisches Dampfkondensationssystem auf Basis eines Acrylsubstrats entwickelt – ein Material, das bislang nicht als Kondensator eingesetzt wurde.
Zum Einsatz kommt eine dünnschichtige, superhydrophile Beschichtung, bestehend aus Polyethylenglycol (PEG-400), Polyvinylalkohol (PVA) sowie einer hybriden Silica-Ankerschicht aus Tetraethylorthosilikat (TEOS) und 3-Aminopropyltriethoxysilan (KH550). Diese wurde auf plasmavorbehandelte Acrylsubstrate aufgebracht. PVA fungiert dabei als Bindemittel und ermöglicht eine robuste Grenzflächenanbindung zwischen dem anorganischen Silan-Netzwerk und dem polymeren Acrylsubstrat, wodurch der intrinsische Mangel an Silanolgruppen auf Acryl kompensiert wird.
Lesetipp: Funktionelle Beschichtungen
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Hohe Wasserrückgewinnung und langfristige Stabilität
Die beschichtete Oberfläche fördert eine schnelle Koaleszenz der Tröpfchen, eine kontinuierliche Wasserfilmbildung sowie einen effizienten Kondensattransport. Unter optimierten Laborbedingungen (17-24 °C, 16-22 % relative Luftfeuchtigkeit) erreichte der beschichtete Acryl-Kondensator eine Wasserrückgewinnung von bis zu 85,0 % – ohne zusätzliches Kühlsystem. Auch nach sechs Zyklen sowie 12 h Dauerbetrieb blieb die Rückgewinnungsrate über 80 %, was die hervorragende Benetzungsstabilität und mechanische Beständigkeit belegt.
Die theoretische Wassersammelrate erreichte 6,5 l/m²·d bei einem elektrischen Eingang von 6 W, was ein erhebliches Potenzial für die praktische Süßwasserversorgung kleiner Haushalte darstellt. Damit bietet die vorgestellte skalierbare, flexible und langlebige hydrophile Kondensationsoberfläche eine nachhaltige Strategie zur Süßwassergewinnung aus Meerwasser- und Abwasserquellen.
Quelle: Hossain, M. N., Suh, Y. & Lee, S. J. Simple, scalable and flexible condenser for efficient water harvesting. Prog. Org. Coat. (2026). https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2026.110286
