Pozyskiwanie czystej wody z suchego powietrza: przełomowa technologia dla suchych regionów.
WarsawNaukowcy z Uniwersytetu Utah opracowali urządzenie do pozyskiwania wody z suchego powietrza. Chociaż powietrze zawiera dużo wilgoci, to wystarczająco, aby dostarczyć czystą wodę wielu osobom, które jej brakuje. Obecne technologie do wychwytywania tej wody są często duże, drogie i mało efektywne. Nowe urządzenie ma na celu rozwiązanie tych problemów i pomóc tym, którzy potrzebują wody.
Zespół wprowadził niewielkie i szybko działające urządzenie, które zbiera wodę z suchego powietrza za pomocą specjalnych materiałów. Urządzenie to podgrzewa zebraną wodę, zamieniając ją w ciecz. Sameer Rao, profesor inżynierii mechanicznej, mówi, że te materiały, podobne do tych w pieluchach, naturalnie przyciągają wodę. Naukowcy zastosowali konkretny rodzaj materiału zwany metal organic framework (MOF).
Rao wyjaśnił, że MOFs można zorganizować w celu separacji gazów. Mają zdolność selektywnego wychwytywania pary wodnej z powietrza. Wraz z doktorantem Nathanem Ortizem opracowali prototyp wykorzystujący panele z fumaranu glinu do zbierania wody. Ortiz opisał, że materiały te zatrzymują cząsteczki wody na swoich powierzchniach. Ten proces jest odwracalny, więc woda pozostaje na powierzchni, a nie wnika do wnętrza materiału.
Kluczowe cechy materiału:
- Ogromna wewnętrzna powierzchnia
- Wysoka pojemność do zbierania wody
- Specyficzna adsorpcja pary wodnej
Gram tego materiału posiada dużą powierzchnię i może pochłaniać dużo wody. Badania zostały sfinansowane przez DEVCOM Soldier Center, będący częścią Departamentu Obrony. Wojsko dąży do zapewnienia nawodnienia żołnierzom w odległych miejscach bez dostępu do źródeł wody. Rao twierdzi, że urządzenie to może zastąpić duże manierki i dostarczać wodę w razie potrzeby.
Zespół złożył wstępny wniosek patentowy i rozważa zastosowania cywilne. Rao zwrócił uwagę na większy problem związany z wodą. Przeciętne gospodarstwo domowe potrzebuje około 15 do 20 litrów wody pitnej dziennie. Prototyp skutecznie produkował 5 litrów wody dziennie na każdy kilogram materiału adsorbującego.
Urządzenie zbiera wodę przez trzy dni i działa szybciej niż noszenie wody ręcznie. Wykorzystuje wojskową kuchenkę turystyczną do podgrzewania i zamiany pary wodnej w ciecz. Ortiz stwierdził, że ciepło pomaga przyspieszyć zbieranie wody. Gdy powietrze jest wilgotne, woda łatwiej się skrapla.
Wiele technologii potrafi pozyskiwać wodę z powietrza w wilgotnych warunkach, ale nie działają one dobrze w suchych rejonach. Ortiz uważa, że to nowe urządzenie może być pierwszym, które odniesie sukces w takich miejscach. Zamiast używać paneli słonecznych, działa ono na paliwo, takie jak benzyna do kuchenek turystycznych. Oznacza to, że może pracować przez cały dzień i nie jest spowalniane przez konieczność używania ciężkich baterii.
To odkrycie może pomóc w pozyskiwaniu wody na obszarach suchych, gdzie tradycyjne metody zawodzą.
Badanie jest publikowane tutaj:
http://dx.doi.org/10.1016/j.xcrp.2024.102115i jego oficjalne cytowanie - w tym autorzy i czasopismo - to
Nathan P. Ortiz, Sameer R. Rao. Compact rapid cycling fuel-fired atmospheric water harvesting device for all-day water production. Cell Reports Physical Science, 2024; 102115 DOI: 10.1016/j.xcrp.2024.102115Udostępnij ten artykuł