Устройство тянет воду из сухого воздуха, питаясь только от солнца

Легко конденсировать воду из влажного воздуха, но есть устройство, собирающее воду из сухого воздуха. Исследователи (Калифорнийский университет — Беркли) создали первый комбайн воды, который использует только окружающий солнечный свет. Ключевым компонентом является чрезвычайно пористый материал — металлический каркасом-органический, который поглощает воду из воздуха низкой влажности. Солнечный свет нагревает MOF, выпуская водяной пар, который конденсируется с получением 5-6 литров воды в день.

Представьте себе будущее, в котором каждый дом имеет прибор, который тянет воду для нужд домохозяйства из воздуха, даже в сухих местах или пустынном климате, используя только энергию солнца. Это будущее уже стоит за углом. Комбайн на солнечных батареях разработан в Массачусетском технологическом институте.  Он производится в Университете Калифорнии, Беркли с использованием специального материала, на металло-органической основе, или MOF.

Это большой прорыв в давнишней проблеме сбора воды из сухого воздуха. Домашний электрический осушитель „производит“ очень дорогую воду. Прототип, в условиях влажности 20-30%, в состоянии вытянуть 2,8 литра воды из воздуха в течение 12-часового периода, используя один килограмм MOF. Испытание подтвердило, что устройство работает в реальных условиях.

Ягхи изобрели металло-органические структуры более 20 лет назад, сочетая металлы, такие как магний или алюминий с органическими молекулами, создав жёсткие, пористые структуры, которые идеально подходит для хранения газов и жидкостей. С тех пор более чем 20000 различных MOFs были созданы учёными по всему миру. Химическая компания BASF тестирует один из MOFs Ягхи в природном газе топлива грузовых автомобилей. Другие MOFs способны захватывать углекислый газ из дымовых газов, катализируя реакцию адсорбирования химических веществ или отдельных нефтехимических продуктов.

В 2014 году Ягхи и его команда UC Беркли синтезировали MOF — сочетание металлического циркония и адипиновой кислоты — это связывает водяной пар. Он предложил Ивлину Ван, инженеру-механику Массачусетского технологического института, объеденить усилия, чтобы превратить MOF в водосборную систему.

Система Ван состоит из кристаллов MOF, сжатых между гелиоприёмником и конденсаторной пластиной, размещённой внутри камеры, открыта для воздуха. В атмосферном воздухе молекулы воды диффундируют через пористый MOF, оседая к поверхностям. Дифракционные исследования рентгеновских лучей показали, что молекулы водяного пара часто собираются в группы по восемь с образованием кубов. Солнечный свет, поступающий через окно, нагревает MOF и приводит в действие связанную воду в сторону конденсатора, который находится при температуре наружного воздуха. Пар конденсируется в виде жидкой воды и капает в коллектор.

Эта работа предлагает новый способ заготавливать воду из воздуха, и не требует высокой относительной влажности, при гораздо более низком энергопотреблении по сравнению с другими существующими технологиями.

Концепция харвестер оставляет желать лучшего, сказал Яги. Ток МФ может поглощать только 20% воды от своего веса, но другие MOF материалы могли бы поглотить 40 или более процентов. Материал также может быть изменён, чтобы быть более эффективными при более высоких или более низких уровнях влажности.

Пассивное устройство для сбора воды, теперь имеет экспериментальные и теоретические основы — можно сделать тысячи других, но из ещё более качественных материалов. Существует много возможностей для увеличения сбора количества воды,  это просто вопрос дальнейшего развития техники- вопрос времени. Яги и его команда работает над улучшением MOFs, в то время как Ван продолжает совершенствовать систему сбора, чтобы производить всё больше воды.
Если вы однажды окажетесь в пустыне, то смогли бы выжить за счёт этого устройства. Человек должен иметь воду каждый день.
Материалы предоставлены университетом Калифорнии — Беркли
Автор Роберт Сандерс

Гидроэлектростанция в самом засушливом уголке Земли

Новый способ доставки генов для восстановления слуха

Открытие «мини-мозгов»может изменить понимание болеутоляющих средств