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Ein multidisziplinäres Forscherteam von GE Research wurde von der DARPA ausgewählt, um ein Projekt zu leiten, welches eine Trinkwasserversorgung von Soldaten ermöglichen soll. Ebenfalls kann mit dem gleichen Prinzip auch die Wasserknappheit weltweit bekämpft werden. Das Team nennt das Projekt AIR2WATER.
Nach Angaben des World Wildlife Fund haben mehr als 1,1 Milliarden Menschen keinen Zugang zu Wasser und etwa 2,7 Milliarden sind von Wasserknappheit betroffen. GE-Forscher werden gemeinsam mit Spitzenwissenschaftlern und -ingenieuren der University of California in Berkeley, der University of Chicago und der University of South Alabama ein äußerst kompaktes, tragbares Gerät entwickeln und konstruieren, das buchstäblich aus dem Nichts sauberes Wasser produzieren kann. Dieses Gerät, das leicht genug ist, um von nur vier Personen gehoben zu werden, wird transformative neue Materialinnovationen, thermische Prozesse und additive Fertigung nutzen, um täglich genug Wasser für 150 Soldaten zu produzieren.
David Moore, Principal Investigator und Technology Manager für Materialphysik und -chemie bei GE Research, erklärt, dass die Entwicklung und der Einsatz eines solchen Geräts die militärischen Wassertransporte verändern würde: “Heute sind die Logistik und die Kosten für den Transport von Wasser schwindelerregend und führen in gefährlichen Kriegsgebieten zu Todesopfern. Durch die Entwicklung eines hochgradig tragbaren, kompakten Geräts, das effizient Wasser aus der Atmosphäre extrahiert, können wir Leben retten und die logistische und finanzielle Belastung für unsere Streitkräfte verringern.”
Ein Hauptziel des AWE-Programms der DARPA ist es, die Entwicklung kleiner, verteilter Systeme zu unterstützen, um Risiken und Kosten zu reduzieren, die mit der Lieferung von Trinkwasser an Truppen im Feld und für humanitäre Einsätze verbunden sind. Der Transport von sauberem, sicherem Wasser kann heute den Transport mit Luft- und Bodenfahrzeugen über große Entfernungen und komplexes Terrain beinhalten. Dies trägt zu einer logistischen Belastung von einem Drittel des Budgets des Verteidigungsministeriums bei. Außerdem waren laut AEPI-Bericht 10-12 % der USMC-Kausalitäten im Irak und in Afghanistan auf den Transport von Treibstoff und Wasser zurückzuführen. Der Prototyp, den die GE-Forscher entwickeln, würde die Notwendigkeit der Wasserverteilung drastisch reduzieren oder möglicherweise sogar eliminieren, indem er eine sofort verfügbare Quelle für sauberes Wasser direkt dort bereitstellt, wo die Truppen stationiert sind.
AIR2WATER-Gerät von GE
Das AIR2WATER-Gerät, das GE baut, wird ein kompakter, leichter Prototyp sein, der leicht genug ist, um von Soldaten für den Einsatz in Stützpunkten getragen zu werden. Die Schlüsseltechnologien, die zur Herstellung von Trinkwasser verwendet werden, sind Sorptionsmaterialien zur Absorption der Luft und ein einzigartiges 3D-fähiges Design eines additiv gefertigten Wärmetauschers, der effektiv Wärme über die Sorptionsmaterialien einzieht, um das Wasser freizusetzen.
Das GE Research Team wird mit Top-Chemikern und Chemie-Ingenieuren der UC Berkeley und der University of South Alabama sowie mit führenden KI-Experten der University of Chicago zusammenarbeiten. Das Team der UC Berkeley unter der Leitung des renommierten Chemieprofessors Omar Yaghi wird die Entwicklung der Sorptionsmaterialien leiten. Die University of South Alabama unter der Leitung von Prof. Grant Glover wird den Massentransfer modellieren und die Adsorptionskinetik messen, während die KI-Experten der University of Chicago unter der Leitung von Prof. Laura Gagliardi KI-gestützte molekulare Screening-Tools einsetzen werden, um die Auswahl der richtigen Materialien für das Gerät vorherzusagen und zu informieren.
GE-Forscher werden diese Material-, Modellierungs- und KI-Entwicklungen unterstützen und die gesamte Systemintegration leiten, einschließlich des 3D-Designs und der Integration des Sorptionsmittels in den additiv gefertigten Wärmetauscher. Die GE-Ingenieure können auf jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung und Konstruktion von Wärmetauschern für die Luft- und Raumfahrt sowie für Stromerzeugungsturbinen zurückgreifen.
