Dodano: 15 czerwiec 2018r.

Urządzenie do pozyskiwania wody prosto z powietrza

Inżynierowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w ubiegłym roku opracowali prototyp urządzenia, które umożliwia pozyskiwanie wody prosto z powietrza. Ostatnio przetestowali swój sprzęt w ekstremalnie suchych warunkach. Badaczom udało się uzyskać szklankę wody na dobę nawet w warunkach pustynnych przy niskiej wilgotności powietrza.

 

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley testowali swoje urządzenie na pustyni w Arizonie. Udane testy terenowe udowodniło to, co zespół inżynierów przewidział wcześniej – ich sprzęt potrafi pozyskiwać wodę w dzień i w nocy nawet przy ekstremalnie niskiej wilgotności powietrza.

Urządzenie zasilane jest energią słoneczną, co sprawia, że pozyskiwanie wody jest bardzo tanie czyniąc je tym samym idealnym dla ludzi żyjących w suchych, pozbawionych wody regionach świata.

- Nasze urządzenie działa w temperaturze otoczenia i korzysta ze światła słonecznego, co oznacza, że bez dodatkowego wkładu energetycznego można za jego pomocą pozyskiwać wodę na pustyni – powiedział Omar Yaghi, twórca technologii leżącej u podstaw maszyny.

 

Yaghi wraz ze swoim zespołem zaprezentował wyniki pierwszego testu terenowego swojego urządzenia na łamach pisma „Science Advances”.

Sprzęt był testowany nieopodal miejscowości Scottsdale, gdzie wilgotność względna spada z 40 procent w nocy do zaledwie 8 procent w ciągu dnia. Naukowcy wykazali, że wyniki urządzenia można łatwo poprawić poprzez dodanie większej ilości pochłaniacza wody - wysoce porowatego materiału zwanego strukturą metaloorganiczną lub MOF (metal-organic framework).

MOF wykonany jest z cyrkonu – pierwiastka z grupy metali przejściowych. Obecnie w urządzeniach montowana jest wersja materiału zwana MOF-801 i badacze szacują, że pozwala ona zebrać około 200 mililitrów wody na kilogram zamontowanego w maszynie MOF-801.

Ale Yaghi poinformował również, że stworzył nowy MOF oparty na glinie (aluminium), zwany MOF-303, który jest co najmniej 150 razy tańszy i przechwytuje dwa razy więcej wody w testach laboratoryjnych. Umożliwi on pozyskiwanie 400 ml z kilograma materiału dziennie.

- Zainteresowanie komercjalizacją tym produktu jest ogromne, a kilka startupów jest już zaangażowanych w opracowanie komercyjnego urządzenia do zbierania wody. Aluminiowy MOF sprawia, że komercjalizacja ma większe szanse powodzenia, ponieważ materiał jest tani w produkcji – wyjaśnił Yaghi.

Yaghi jest pionierem w strukturach metalowo-organicznych. Są to ciała stałe z wieloma kanalikami i otworami. Ich powierzchnia łatwo absorbuje gazy lub ciecze, ale równie jest ważne to, że szybko uwalnia je po podgrzaniu. Obecnie testowane są różne typy takich struktur jako pochłaniacze dwutlenku węgla czy metanu.

MOF-801 Yaghi stworzył kilka lat temu. Zaimplementował materiał do urządzenia, które w nocy pochłania wodę, a w dzień, korzystając z energii słonecznej, podgrzewa materiał i uwalnia ją. Maszyna zbudowana przy współpracy z badaczami z MIT (Massachusetts Institute of Technology) z dwoma kilogramami MOR-801 udowodniła, że koncepcja się sprawdza.

Urządzenie to w zasadzie pudełko w pudełku. Wewnętrzne pudełko zawiera materiał metalowo-organiczny, który pochłania wilgoć prosto z powietrza. Wierzch zewnętrznego pudełka pozostaje na noc otwarty, by umożliwić lepszy przepływ powietrza i lepszy kontakt z MOF. W dzień zamykana klapa wierzchnia pozwala nagrzać się materiałowi wewnątrz, podobnie jak w szklarni, by odprowadził pozyskaną wodę. Uwolniona woda zbiera się na wewnętrznych ścianach zewnętrznego pudełka i ocieka na dno, gdzie jest zbierana.

Tego typu technologia może pomóc rozwiązać problem z dostępem do wody w wielu miejscach świata. Kolejny test terenowy ma odbyć się ze zmodyfikowanym urządzeniem, gdzie zaimplementowano MOF-303. Będzie przeprowadzony w Dolinie Śmierci – najbardziej suchym miejscu w Ameryce i jednym z najgorętszych miejsc na Ziemi.

 

Źródło I fot.: University of California - Berkeley