6|2025
FÜR ANWENDUNGSBEZOGENE WISSENSCHAFT UND KUNST
Imp essum
Nachhal ige Wasse wi scha –
HAW als T eibe ü Inno a ionen
Kohlenbach, Paul; Mülle , Johannes Max:
Wasse gewinnung aus de Umgebungslu –
eine Al e na i e nich nu ü a ide Gebie e
In: Die Neue Hochschule, 2025-6, S. 12–15.
Pe malink:
h ps://doi.o g/10.5281/zenodo.17398085
Pe sis en Iden i ie bei de
Deu schen Na ionalbiblio hek:
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( e an wo lich im Sinne des P esse ech s
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zweimona lich
Ve bandso iziell is die Rub ik „hlb ak uell“.
Alle mi Namen de Au o in/des Au o s
e sehenen Bei äge en sp echen nich
unbeding de Au assung des hlb sowie
de Mi glieds e bände.
ISSN 0340-448 x
12 DNH 6
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2025
NACHHALTIGE WASSERWIRTSCHAFT – HAW ALS TREIBER FÜR INNOVATIONEN
Pe malink:
h ps://doi.o g/10.5281/zenodo.17398085
Wasse gewinnung aus de Umgebungslu –
eine Al e na i e nich nu ü a ide Gebie e
Je nach Klimazone kann man mi de o ges ell en Anlage äglich bis zu 32 Li e
Wasse p o Tag im Süden Eu opas/No da ika gewinnen, wäh end in No d- und
Os eu opa ealis isch e wa zehn Li e p o Tag e eichba sind.
P o . D . Paul Kohlenbach und Johannes Max Mülle
PROF. DR. PAUL KOHLENBACH
P o esso ü Maschinenbau/
E neue ba e Ene gien
kohlenbach@bh -be lin.de
JOHANNES MAX MÜLLER
Mas e o Science
wissenscha liche Mi a bei e
P omo end Maschinenbau/
E neue ba e Ene gien
johannes.muelle @bh -be lin.de
beide:
Be line Hochschule ü Technik BHT
Fachbe eich VIII Maschinenbau,
Ve ans al ungs echnik,
Ve ah ens echnik
Luxembu ge S aße 10
13353 Be lin
Fo o: p i a Fo o: p i a
Im Jah 2022 ha en wel wei knapp
3,6 Millia den Menschen mindes ens
einen Mona lang keinen aus eichen
-
den Zugang zu T inkwasse . Beson-
de s be o en sind a ide Regionen
wie de Süden A ikas, Teile No d-
ame ikas, de I an sowie de Mi el-
mee aum (Ra inand asana, F anz-
ke 2025). De Klimawandel e schä
bes ehende Si ua ionen: Dü epe ioden
we den länge , die Ve duns ung nimm
au g und s eigende Tempe a u en zu
und Niede schlagsmus e e ände n
sich. Dadu ch ge ä de globale Wasse -
k eislau zunehmend aus dem Gleichge-
wich , ex eme T ockenhei und he i-
ge Übe schwemmungen e en o mals
zei gleich au . Diese T end s ell die
Wasse e so gung iele Regionen au
allen Kon inen en o g oße He aus o -
de ungen. Jede e ügba e Wasse es-
sou ce soll e genu z we den, um die
Klima esilienz au de Wel zu s eige n.
Ziel is es, eine möglichs nachhal ige
Wasse wi scha zu implemen ie en.
De globale Süßwasse e b auch lieg
bei und 4.000 km3 p o Jah . Doch ge a-
de G undwasse , Flüsse und Seen, die
klassischen Quellen ü T inkwasse ,
sind in a iden und semi-a iden Regio-
nen häu ig knapp. Bes ehende Al e na-
i en wie Mee wasse -En salzungsan-
lagen benö igen g oße Ene giemengen,
die imme noch o wiegend du ch die
Ve b ennung on Öl und Gas be ei ge-
s ell we den. Zusä zlich p oduzie en
diese Anlagen neben T inkwasse hoch-
konzen ie e Salzlake, die die anliegen-
den ma inen Ökosys eme belas e (Wo ld
Economic Fo um 2022). Eine al e na i e
Wasse quelle könn e buchs äblich „ on
oben“ kommen: aus de A mosphä e.
Du ch die s eigenden Tempe a u en wi d
Wasse damp e meh in die A mosphä-
e eigese z . Du ch den Wasse k eislau
be inden sich wäh end eines Jah es ca.
500.000 km
3
Wasse damp „übe unse en
Köp en“. Das en sp ich dem 125-Fachen
des jäh lichen globalen Wasse e -
b auchs. Übe all au de Wel is dieses
Wasse ü alle Menschen in Fo m on
Lu euch e e ügba (We e und Klima
– Deu sche We e diens 2022). Diese
al e na i e Wasse quelle läss sich du ch
a mosphä ische Wasse gewinnung
e schließen. A mosphä ische Wasse ge-
winnung kann übe zwei Wege e olgen:
du ch (i) di ek e Kondensa ion ode (ii)
Adso p ion. Di ek e Kondensa ion kühl
die Lu unmi elba un e den Taupunk ,
d. h. bis Kondensa ion ein i , ab. In
a iden Gebie en wie in Teilen No da i
-
kas, die sich du ch ge inge Lu euch-
e auszeichnen, muss die Lu dazu au
bis zu –15 °C abgekühl we den. Diese
Abkühlung benö ig iel Ene gie.
Adso p ionbasie e Wasse gewinnung
aus de Umgebungslu umgeh diesen
Ene giebeda , in dem die Lu euch e
in einem So p ionsma e ial zwischenge-
speiche wi d und e s du ch Einsa z
on Wä me wiede eigese z wi d. Da ü
können sowohl kon en ionelle als auch
nachhal ige Ene giequellen wie Sola -
ene gie ode Abwä me on Rechenzen -
en eingese z we den. Nach olgend wi d
die an de Be line Hochschule ü Tech-
nik (BHT) eingese z e ene giespa en-
de und nachhal ige Me hode o ges ell
(Mülle , Kohlenbach 2025).
Funk ionsweise
An de BHT we den in Koope a ion mi
Indus iepa ne n en wickel e P o o y-
pen de Anlage ge es e und wei e en -
wickel . De in diesem A ikel o ge-
s ell e P o o yp de AWAU wi d nebenbei
schema isch da ges ell . De Be ieb
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2025 NACHHALTIGE WASSERWIRTSCHAFT – HAW ALS TREIBER FÜR INNOVATIONEN
e olg in einem wiede keh enden Zyklus mi zwei
Phasen: Adso p ion und Deso p ion. In de Adso p-
ionsphase (siehe Abbildung 1 (a)) wi d Umgebungs-
lu in das Sys em eingesaug . Das So p ionsma e ial
(Silikagel – SiO₂) binde au g und seine s o spezi-
ischen Eigenscha en den in de Lu en hal enen
Wasse damp , selbs bei seh ge ingen ela i en Lu -
euch en on bis zu nu ün P ozen (Schweng e
al. 2023). De Wasse damp wi d im So p ions oh
zwischengespeiche , wäh end die ge ockne e Res -
lu wiede aus dem Sys em en weich . Um das adso -
bie e Wasse nach de Adso p ionsphase wiede
aus dem Ma e ial zu lösen, wi d ein Ene gieein ag
benö ig , da sich das So p ionsma e ial e wä men
muss. Diese Ene gieein ag e olg übe Sola ene -
gie, da ges ell als Deso p ionsphase (siehe Abbil-
dung 1 (b)). An de BHT wi d dazu eine küns liche
Sonne e wende , die das eale S ahlungsspek um
de Sonne imi ie . De so aus dem Ma e ial deso -
bie e Wasse damp wi d on de du chs ömenden
Lu im So p ions oh au genommen, die sich eben-
alls du ch die Wä mezu uh s a k e wä m und
so seh iel Wasse damp au nehmen kann. Diese
e wä m e, euch e Lu (ca. 80 °C, 95 P ozen ela i-
e Lu euch ) i in den Kondensa o ein, welche
bei Umgebungs empe a u a bei e . Die Lu wi d
da in abgekühl und Kondensa ion inde s a . Das
kondensie e Wasse op ab und wi d anschließend
in T inkwasse au be ei e (mine alisie ). Diese
zwei Phasen inden im Nach -(Adso p ions-)/Tag-
(Deso p ions-)Zyklus s a . P o Tag e olg also genau
je eine Ad- und eine Deso p ionsphase. De e wen-
de e P o o yp bes eh aus ie pa allelen So p ions-
oh en und Kondensa o en. De P o o yp be inde
sich wäh end de Deso p ionsphase un e de küns
-
lichen Sonne de BHT (siehe Abbildung 2).
E gebnisse
Die Expe imen e wu den un e e schiedenen klima-
ischen Ein i sbedingungen de Lu du chge üh
(siehe Abbildung 3). Absolu e und ela i e Lu -
euch e sind in Kombina ion mi de Tempe a u in
einem psych ome ischen Diag amm da ges ell .
Die un e schiedlichen klima ischen Bedingungen
bei de Ve messung des P o o yps sind als Quad a-
e ma kie . Es wu den bishe expe imen elle Da en
zwischen 20 und 80 P ozen ela i e Lu euch e
gesammel . Die Tempe a u de Umgebung, sp ich de
Lu zu uh , lag dabei zwischen 21 und 29 °C, diese
wu de als T ockenkugel empe a u au genommen.
Die gezeig en klima ischen Bedingungen s ellen die
Du chschni swe e de Tempe a u und Lu euch e
wäh end de Adso p ionsphase da , die die adso bie e
Wasse masse maßgeblich beein lussen. Wäh end de
Deso p ion is die sola e Eins ahlung en scheidend.
„Jede e ügba e
Wasse essou ce soll e
genu z we den, um die
Klima esilienz au de
Wel zu s eige n.“
Abbildung 1: Schema ische Da s ellung de adso p ions-
basie en Wasse gewinnung aus de Umgebungslu
Abbildung 2: A mosphä ische Wasse gewinne un e de küns lichen
Sonne wäh end de Deso p ionsphase
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NACHHALTIGE WASSERWIRTSCHAFT – HAW ALS TREIBER FÜR INNOVATIONEN
Hie wu de eine du chschni liche S ahlungsleis ung
on 665 W/m2 ü alle Messungen gewähl .
Zu Eino dnung in einen globalen Kon ex und
zu E möglichung globale Ve gleichswe e wu de
die Köppen-Geige -Klassi ika ion he angezogen. Als
Ve gleichsbasis dienen gemi el e Klimada en on
Eu opa mi eine äumlichen Au lösung on 1 km2
ü den Mona Juli im Zei aum on 1991 bis 2020
(Beck e al. 2023), siehe Abbildung 4. Wei e hin
we den die zu e wa enden äglichen T inkwas-
se mengen an ausgewähl en O en in Eu opa und
No da ika gezeig . Diese Wasse mengen p o Tag
sind ü ein Sys em mi 100 Roh en (de BHT-P o o-
yp a bei e aus Pla zg ünden nu mi ie Roh en)
aus den expe imen ell au genommenen Wasse men-
gen skalie wo den. Eine Anlage mi 100 Roh en
benö ig eine Au s ell läche on ca. 20 m
2
. Es is
e kennba , dass sich die möglichen T inkwasse -
mengen in Eu opa und No da ika zwischen 10 und
32 Li e p o Tag bewegen. Beispielha e We e sind:
–Uk aine (Klimaklasse D a, somme heißes euch-
es Kon inen alklima): 10 Li e p o Tag
–Ibe ische Halbinsel (Klimaklasse BSh, sub opi-
sches S eppenklima): 19 Li e p o Tag
–Be lin (Klimaklasse C b, gemäßig es ozeanisches
Klima): 21 Li e p o Tag
–Apenninhalbinsel (Klimaklasse Csa, somme heißes
Mi elmee klima): 27 Li e p o Tag.
–Tunesien, No da ika (Klimaklasse BWh, opisch-
sub opische heiße Wüs en): 32 Li e p o Tag
Zusammen assung und Ausblick
In diese S udie wi d eine inno a i e Technolo-
gie ü nachhal ige Wasse gewinnung o ges ell ,
welche die A mosphä e als Wasse quelle benu z :
adso p ionsbasie e Wasse gewinnung aus de
Umgebungslu . De P ozess e olg in zwei Phasen,
die al e nie end du chlau en und p imä du ch
Sola ene gie ange ieben we den. An de BHT
wu de ein P o o yp in Zusammenhang mi Indus-
iepa ne n en wickel und bei e schieden klima-
ischen Bedingungen e messen. Abhängig on
Tempe a u und Lu euch e können die gemesse-
nen Wasse e äge in die Köppen-Geige -Klassen
ka ego isie we den. Au eu opäische Ebene sind
die Wasse e äge ü einen au komme zielle G öße
skalie en P o o ypen in e schiedenen Klimazo-
nen de Köppen-Geige -Klassen e mi el wo den.
Die E gebnisse zeigen Wasse e äge zwischen 10
und 32 Li e am Tag, abhängig om S ando . Diese
Technologie s ell eine po enzielle Al e na i e ü
nachhal ige, ene giespa same Wasse wi scha
da . Pe spek i isch sollen wei e e So p ionsma e-
ialien e o sch und Da enpunk e ü Klimazonen
gesammel we den, die noch nich im Spek um de
au genommenen expe imen ellen Da en en hal en
sind. Auch eine P omo ion zu Modellie ung de
Wasse e äge in globalem Maßs ab mi els eines
digi alen Twins de Anlage läu dazu de zei an
de BHT.
Abbildung 3: Psych ome isches Diag amm de expe imen ellen Ein i sbedingungen de Lu in den P o o ypen. Jede
expe imen elle Da enpunk is mi de zugehö igen Numme als Quad a ma kie . Linien kons an e ela i e Lu euch e
(engl. ela i e humidi y, RH) sind a blich gekennzeichne .
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Deu sche We e diens : Thema des Tages. Wasse – Wich ig und spannend zugleich. Teil 5. (n. d.). Ab u am 02.10.2025, h ps://
www.dwd.de/DE/we e / hema_des_ ages/2022/11/16.h ml
Abbildung 4: Wasse ausbeu e je Tag und S ando aus adso p ionsbasie e a mosphä ische Wasse gewinnung ein-
geo dne in die Köppen-Geige -Klassi i zie ung. Die gezeig en Wasse mengen p o Tag be uhen au den expe imen ellen
E gebnissen des BHT-P o o yps, wu den jedoch au ein g öße es Sys em mi 100 Roh en s a 4 (Fak o 25) skalie .
