GE entwickelt 3D-gedruckten Prototyp AIR2WATER, der Luft in Wasser umwandeln soll
Der Mangel an frischem, trinkbarem Wasser ist eine der größten Herausforderungen, mit denen Millionen Menschen auf unserem Planeten heutzutage konfrontiert sind. Dies wird besonders in Trockengebieten deutlich: Dort erschwert die globale Erwärmung, die Temperaturen in Wüstenregionen in die Höhe treibt, den Kampf gegen die Hitze. Dieses Problem betrifft auch eine Gruppe, an die man nicht sofort denkt: das US-Militär. Um das Problem anzugehen, beauftragte die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) die General Electric Company (GE) mit der Leitung eines vierjährigen Projekts im Rahmen ihres AWE-Programms (Atmospheric Water Extraction) mit 14,3 Millionen US-Dollar. Ziel ist es, einen Prototyp zu entwickeln, der Wasser wortwörtlich aus der Luft gewinnt. Das Projekt von GE mit dem Namen AIR2WATER soll mit einer Mischung aus additiver Fertigung, neuen Materialinnovationen und thermischen Prozessen realisiert werden.
Laut einer Statistik des World Wildlife Fund haben 1,1 Milliarden Menschen keinen Zugang zu Wasser und etwa 2,7 Milliarden leiden unter Wasserknappheit. Diese Problematik wird sich in den kommenden Jahren voraussichtlich noch verschärfen, da die Temperaturen steigen und neue Gebiete von Wüstenbildung betroffen sind. Der Grund, warum dies das US-Militär betrifft ist simpel: Je mehr Trockenheit es gibt, desto schwieriger gestaltet es sich, sauberes und sicheres Wasser zu den Truppen sowie zu humanitären Missionen in der Region zu befördern. Da oft sowohl Luft- als auch Bodentransporte über große Entfernungen und komplexes Gelände erforderlich sind, machen die Kosten für den Wassertransport etwa ein Drittel des Budgets des US-amerikanischen Verteidigungsministeriums aus. Darüber hinaus ist die Beschaffung von Wasser eine gefährliche Aufgabe. Laut einem AEPI-Bericht (Army Environmental Policy Institute) sind 10 – 12 % der Marinekorps-Todesopfer im Irak und in Afghanistan auf den Transport von Treibstoff und Wasser zurückzuführen. Daher ist es offensichtlich, dass die Suche nach Möglichkeiten zur Bereitstellung von Trinkwasser hohe Priorität hat, was wiederum ein Hauptgrund für die Einführung des AWE-Programms ist.
AIR2WATER wird eingesetzt, um Soldaten in Trockengebieten Zugang zu Trinkwasser zu verschaffen.
GE und das AIR2WATER-Gerät
Die potenzielle Lösung von GE heißt AIR2WATER. Für dieses 14,3-Millionen-Dollar-Projekt will GE ein kompaktes, leichtes Gerät entwickeln, das von Soldaten getragen werden kann, um es auf Stützpunkten einzusetzen. Es wird in der Lage sein, Trinkwasser durch die Verwendung von Sorptionsmitteln (Materialien, die zur Absorption oder Adsorption von Flüssigkeiten oder Gasen verwendet werden), und durch die Verwendung eines einzigartigen, additiv hergestellten Wärmetauschers, zu produzieren. Dieser wird über die Materialien Wärme einziehen, um Wasser freizusetzen. Das Projekt wird mit Wissenschaftlern und Ingenieuren von der University of California in Berkely, der University of Chicago und der University of South Alabama durchgeführt. Das Ziel ist, dass täglich genug Wasser für 150 Soldaten produziert werden kann.
Die additive Fertigung wird eine Schlüsselkomponente des Projekts sein. Die Forscher von GE werden zusammen mit dem Rest des Teams (das mit der Materialentwicklung, der Modellierung des Stofftransfers und der Absorptionskinetik sowie mit KI-Entwicklungen betraut ist) an der Leitung der gesamten Systemintegration arbeiten. Dies beinhaltet das 3D-Design und die Integration des Sorptionsmittels in die additiv gefertigten Wärmetauscher. GE hat bereits erhebliche Erfahrung mit dieser Art von Arbeit, da sie im Bereich der Luft- und Raumfahrtfertigung insbesondere durch additive Fertigungsprojekte bekannt sind. Weitere Informationen über das AIR2WATER-Projekt finden Sie HIER.
Gefertigte Wärmetauscher, gedruckt im Additive Manufacturing Lab bei GE Research (Bildnachweis: GE Research)
*Titelbildnachweis: GE Research
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