乾燥地域に革命を起こす: 空気から水を取り出す新技術の研究結果

Tokyoユタ大学の研究者たちは、乾燥した空気から水を取り出す装置を開発しました。空気には多くの水分が含まれており、その水分を利用して、多くの水を必要としている人々に清潔な水を提供することができます。既存の技術は、大型で高価かつ非効率的であることが多いですが、新しいこの装置は、それらの問題を解決し、水を必要とする人々を支援することを目指しています。

チームは、高速で動作する小型装置を開発しました。この装置は特別な素材を使って乾燥した空気から水を集めることができます。集めた水を加熱して液体に変えます。機械工学の教授であるサミール・ラオ氏によれば、おむつに似たこれらの素材は自然に水を引き寄せる特性があります。研究者たちは、金属有機構造体（MOF）と呼ばれる特定の種類の素材を使用しました。

ラオは、MOFがどのようにしてガスを分離するのに役立つかを説明しました。これらは大気中の水蒸気を選択的に捕捉することができます。大学院生のネイサン・オルティスと共に、彼らは水を集めるためのアルミニウムフマレートパネルを使用したプロトタイプを開発しました。オルティスは、これらの材料が表面に水分子を捕捉することを説明しました。このプロセスは可逆的であり、水は表面に留まって材料自体には入りません。

材料の主な特長は次の通りです：

• 広大な内部表面積
• 高い水分収集能力
• 水蒸気の特異的な吸着

この素材の1グラムには広い表面積があり、多くの水を吸収することができます。この研究は国防総省の一部であるDEVCOMソルジャーセンターによって資金提供されました。陸軍の目標は、水源がない遠隔地でも兵士に水分補給を可能にすることです。ラオ氏は、この装置が大型の水筒に代わり、必要なときに水を供給できると述べています。

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チームは予備特許を申請し、さらに民間利用についても検討しています。ラオ氏はより大きな水問題を指摘しました。家庭では毎日約15〜20リットルの飲料水が必要です。プロトタイプは吸着材1キログラムあたり1日5リットルの水を生成することに成功しました。

この装置は3日間にわたって水を集め、手で水を運ぶよりも迅速です。軍用キャンプストーブを使用して水蒸気を加熱し液体に変換します。オルティス氏は、加熱が水の収集を加速させる助けになると述べています。空気が湿っていると、水が凝縮しやすくなります。

多くの技術は湿度の高い環境で空気中から水を集めることができますが、乾燥地ではうまく機能しません。しかし、オルティスはこの新しい装置がそういった場所で初めて成功するかもしれないと考えています。この装置は太陽光パネルではなく、キャンプ用ガソリンなどの燃料で動きます。そのため、一日中稼働でき、重いバッテリーを必要としないために遅くなることがありません。

この発見は、通常の方法が通用しない乾燥地帯で水を確保するのに役立つ可能性があります。