Новое солнечное устройство собирает воду даже из воздуха пустыни

Питаясь лишь энергией Солнца, новый прибор может собирать 3 литра воды в день.

На Татуине, пустынной планете из «Звездных войн», которую Люк Скайуокер называет домом, некоторые люди работают как влажные фермеры, осуществляя сбор воды из воздуха пустыни с помощью испарителей влаги. Но это все фантастика, да? У нас не могло быть ничего подобного в реальном мире, не так ли? Однако, благодаря совместным усилиям специалистов университетов Калифорнии, Беркли, а также Массачусетского технологического института мы стали на один шаг ближе к технологии «Звездных войн».

Предыдущие попытки сбора воды из воздуха либо не были особенно эффективными, поскольку требовали очень влажного воздуха, либо были энергетически слишком затратными и, следовательно, не были пригодны для долгосрочного использования. Новое устройство, подробно описанное в Science, может извлекать почти три литра воды в течение 12 часов, даже при минимальной 20%-й влажности, что типично для засушливых регионов. Что питает этот харвестер? Солнце, конечно.

Вытягивание воды из воздуха

Чтобы собрать воду из воздуха, ученые обратились к металлическим органическим каркасам или МОФ, впервые разработанным Омаром Яги в Беркли более 20 лет назад. Основной принцип MOФ заключается в соединении различных металлов вместе с органическими молекулами в жесткой, но пористой структуре, которая может содержать газы или жидкости. Выбирая правильные комбинации металлов и органических веществ, ученые могут отточить способность MOФ связываться с другими молекулами и определять, насколько сильно они держатся за них.

В рамках разработки нового устройства для ученые использовали не менее двух фунтов кристаллов MOF с размерами пыли и прижали их к тонкому листу пористой меди, который затем помещали между конденсатором и солнечным поглотителем внутри камеры. Ночью камера открывалась, чтобы позволить воздуху перемещаться через лист MOF и молекулы воды могли прилипать к поверхности. В течение дня она была закрыта, и солнечный свет нагревал MOФ сверху, освобождая капельки воды и приводя их в виде пара к более холодному конденсатору ниже.

Эта комбинация ночных и дневных настроек приводила к тому, что пар собирался в виде жидкой воды на конденсаторе, т.е вода конденсировалась из воздуха. Ученым удалось собрать 2,8 литра воды.

Сбор воды из воздуха. Внешний вид устройства

«Мы предложили новый энергоэффективный способ извлекать воду из воздуха, который работает даже в условиях низкой относительной влажности воздуха», - сказал разработчик в интервью.

«Дело не только в том, что мы сделали пассивное устройство, которое стоит и собирает воду, мы сейчас заложили как экспериментальные, так и теоретические основы, чтобы мы могли отображать другие MOФ, тысячи из которых можно было сделать, чтобы найти еще лучшие материалы», сказал он. «Существует большой потенциал для увеличения объема собираемой воды, теперь это только вопрос дальнейшего развития».

Таким образом, люди в пустынных районах смогут не только пить чистую воду, но также использовать столь необходимую воду для выращивания сельскохозяйственных культур и домашнего скота.

Источник: http://www.saveplanet.su