211service.com
Hur man drar vatten ur luften, även i de torraste delarna av världen
En ny enhet som drivs av solljus kan hjälpa till att lösa problem med vattenbrist. 13 april 2017
Forskare har utvecklat en enhet som kan suga vatten ur ökenhimlen, driven av enbart solljus. De hoppas att en version av tekniken så småningom skulle kunna leverera rent dricksvatten i några av de torraste och fattigaste delarna av världen.
Enheten är baserad på ett nytt material som kan dra in stora mängder vatten i dess många porer. Enligt en studie publicerad i tidskriften Vetenskap på torsdag kan ett kilo av materialet fånga upp flera liter vatten varje dag i luftfuktighetsnivåer så låga som 20 procent, typiskt för torra områden.
Tekniken kan hjälpa till att lösa ett stort och växande problem. A Rapportera förra året i Vetenskapens framsteg fann att fyra miljarder människor, nästan hälften i Indien och Kina, står inför allvarlig vattenbrist minst en månad om året. Det betyder att vattenbrist drabbar två tredjedelar av världens befolkning. Dessa brister – och de resulterande konflikterna – förväntas bara bli vanligare i stora delar av världen när klimatförändringarna accelererar.
Ett team vid MIT utvecklade tekniken med Omar Yaghis laboratorium vid University of California, Berkeley. Nyckelkomponenten är en lovande klass av syntetiska porösa material som kallas metallorganiska ramverk, sammansatta av organiska molekyler som sys ihop med metallatomer, som Yaghi var pionjär (se A Better Way to Capture Carbon). Storleken och den kemiska karaktären på materialets porer kan anpassas för att fånga upp särskilda typer av molekyler eller låta dem flöda igenom. Materialet har också en massiv yta, i storleksordningen en fotbollsplan per gram, vilket gör det möjligt att binda med en stor mängd partiklar.
Bilder av enhetens kondensor över tiden (till höger, löpande uppifrån och ned) visar en stadig ökning av vattendroppar under dagen.
I detta fall anställde forskarna en tidigare utvecklad version av materialet som Yaghi optimerade för att effektivt fånga vattenmolekyler. Prototypen binds med vatten på natten eller i skuggan. Men under dagen tillför solljus som träffar materialet tillräckligt med energi för att omvandla vattenmolekylerna till ånga. I sin tur glider de ut ur materialets porer och in i ett intilliggande akrylhölje. En kondensor i botten av kärlet samlar upp vattendropparna och leder dem in i en kammare nedanför, från vilken rent vatten kan samlas upp.
Processen är helt passiv, utan behov av solpaneler, batterier eller ytterligare energi. Tidigare vattenupptagningstekniker har begränsats till områden med dimma eller andra förhållanden med hög fuktighet.
Även om de planerar att fortsätta förfina tekniken, är de inte så långt ifrån en livskraftig produkt, säger Evelyn Wang, chef för MIT:s enhetsforskningslaboratorium. Hon konstaterar att material av denna typ redan finns masstillverkade , till allt mer överkomliga priser, av den tyska kemijätten BASF.
Yaghi säger att tekniken kan kopplas ihop med solpaneler eller annan utrustning för att öka vattenproduktionen för industriella eller jordbruksändamål. Men det stora hoppet, säger han, är att dessa enheter kan bli hushållsarmatur i fattigare delar av världen. Det skulle tillåta familjer att på ett tillförlitligt sätt producera sitt eget vatten istället för att ransonera vad de än kan bära, eller vad som är tillgängligt, från samhällets brunnar.