Исследователи сообщают, что сборщик воды размером с микроволновую печь забирает всю необходимую воду прямо из воздуха, даже в жаркой сухой пустыне.
В статье в ACS Central Science исследователи описывают последнюю версию своего харвестера, который может извлекать более пяти чашек воды (1,3 литра) из воздуха с низкой влажностью в день на каждый килограмм (2,2 фунта) водопоглощающего материал, очень пористое вещество, называемое металл-органический каркас, или MOF. Это больше, чем минимум, необходимый для того, чтобы остаться в живых.
НЕТ ВОДЫ, НЕТ ПРОБЛЕМ
Даже в самый сухой день в пустыне, с чрезвычайно низкой относительной влажностью 7% и температурой выше 80 градусов по Фаренгейту, комбайн производил шесть унций (0,2 литра) воды на килограмм MOF в день.
«Хорошо известно, что для конденсации воды из воздуха при низкой влажности - менее 40 процентов относительной влажности - необходимо охладить воздух до температуры ниже нуля градусов Цельсия, что нецелесообразно. С нашим харвестером мы делаем это при очень низкой влажности без такого охлаждения; нет другого материала, который мог бы сделать это », - говорит Омар Яги, профессор химии и со-директор Института нанотехнологий Kavli в Калифорнийском университете в Беркли.
«Это не похоже на осушитель воздуха, который работает при высокой относительной влажности. Некоторые люди говорят, что 0,7 литра - это не много воды. Но воды много, если у вас нет воды ».
Стартап Yaghi, Water Harvester Inc., сейчас тестирует и скоро выпустит на рынок устройство размером с микроволновую печь, которое может поставлять от 7 до 10 литров воды в день: достаточное количество воды для питья и приготовления пищи для двух-трех взрослых в день, исходя из рекомендации Национальной академии наук о том, что мужчины должны потреблять 3,7 литра, а женщины - 2,7 литра жидкости в день.
Еще более крупная версия харвестера, размером с небольшой холодильник, будет обеспечивать от 200 до 250 литров воды в день, что достаточно для питья, приготовления пищи и душа в доме. И через пару лет компания надеется иметь в наличии деревенский комбайн, который будет производить 20 000 литров в день. Все будет работать от солнечных батарей и батарей или от электросети.
Исследователи придумали свой первый водопоглощающий MOF, названный MOF-801, в 2014 году. Молекулы воды в окружающем воздухе прилипают к внутренней поверхности - процесс, называемый адсорбцией, - и повышают влажность внутри MOF до точки, где вода конденсируется даже при комнатной температуре, так же как вода конденсируется на более прохладных поверхностях при высокой влажности. Когда MOF слегка нагревается, вода возвращается и может быть сконденсирована и собрана.
НОВАЯ МОДЕЛЬ
Производительность этого нового водо-уборочного комбайна в 10 раз превышает количество собранного предыдущего устройства и в 100 раз выше, чем у устройства раннего доказательства концепции. Исследователи не обнаружили в воде никаких следов металлов или органических веществ.
MOF-303, который основывается на алюминии, в отличие от MOF-801, который основывается на цирконии. MOF-303 может содержать на 30% больше воды, чем MOF-801, и может адсорбировать и десорбировать воду всего за 20 минут при идеальных условиях - это то, что запуск Yaghi близок к достижениям.
«MOF-303 делает все это очень хорошо: он принимает гораздо больше воды, чем цирконийский минфин, о котором мы говорим раньше, и делает это намного быстрее», - говорит Яги. «Это позволяет воде входить и выходить гораздо быстрее; В течение многих циклов в день.
Все страны находятся в засушливых районах Ближнего Востока, Африки, Южной Америки, Мексики, Австралии и всего Средиземноморья. Ирония, люди, которые испытывают хронические потребности в воде, ценят потенциал страны.
«Эта вода может помочь превратить сухие пустыни в оазисы».