Ein Forschungsteam der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel hat ein poröses Material aus der Klasse der metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs) erstmals in technisch relevantem Maßstab hergestellt. Das Material mit der Bezeichnung CAU-10-H kann Wassermoleküle aus der Luft aufnehmen und bei moderater Erwärmung wieder freisetzen. Damit eignet es sich sowohl für die Gewinnung von Trinkwasser aus der Luft als auch für energieeffiziente Kühlsysteme.
Das MOF bindet bereits bei Raumtemperatur oberhalb von 18 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit Wasser und gibt es bei etwa 70 Grad Celsius wieder ab. Durch die Kombination mit leitfähigen Kohlenstoffstrukturen lässt sich der Prozess per Strom oder Sonnenlicht beschleunigen. Unter trockenen Bedingungen erreicht das Kompositmaterial eine Wasseraufnahme von bis zu 0,17 Gramm Wasser pro Gramm Material. In wiederholbaren Zyklen von wenigen Stunden könnte es potenziell bis zu 1,8 Liter Wasser pro Tag und Kilogramm Material aus der Luft gewinnen.
Parallel zeigt CAU-10-H Potenzial für die Kühlung. In Adsorptionskälteanlagen erreicht es bis zu dreimal höhere Kühlleistung als herkömmliches Silicagel. Solche Systeme könnten Abwärme aus Industrieprozessen nutzen und den Energiebedarf von Klimaanlagen deutlich senken.
Die Herstellung des Materials wurde mit Unterstützung des Validierungsfonds der Universität Kiel in den Technikumsmaßstab übertragen. Das Team produzierte rund 30 Kilogramm – etwa 60-mal mehr als zuvor im Labor. Eine techno-ökonomische Analyse zeigt, dass die Produktionskosten auf etwa 12 bis 14 US-Dollar pro Kilogramm gesenkt werden können.
Die Forschenden sehen darin einen wichtigen Schritt hin zur industriellen Anwendung. Das Material wurde bereits vor rund 15 Jahren an der Kieler Universität entwickelt und ist seither international untersucht worden. Die aktuellen Arbeiten sind in den Fachzeitschriften Journal of Materials Chemistry A und Industrial & Engineering Chemistry Research erschienen.
Originalpublikation:
Wegner, L., et al. (2026): „Electrically conductive MOF@carbon foam composites for atmospheric water harvesting through internal Joule heating and light irradiation“; Journal of Materials Chemistry A, doi: 10.1039/D6TA00544F.
Mertin, K. S., et al. (2026): „CAU-10-H: Synthesis Scale-Up at the Pilot Scale, Techno-Economic Analysis, and Application in a Full-Scale Cooling System“; Industrial & Engineering Chemistry Research, 65(13), doi: 10.1021/acs.iecr.5c05308
