Ученые усовершенствовали сборщик воды для пустыни
Исследователи из Калифорнийского университета Беркли приближаются к созданию сборщика воды, размером с микроволновую печь, позволяющего получать жидкость из воздуха даже в условиях пустыни.
Команда Омара Яги описала последнюю версию системы в журнале ACS Central Science, сообщает eurekalert.org. Новое устройство извлекает более 5 чашек воды (1,3 л) в день из воздуха с низкой влажностью на 1 кг поглощающего материала, пористого металлорганического каркаса. Это – минимальный объем для поддержания жизни.
Во время трехдневных тестов в пустыне Мохаве аппарат стабильно производил за сутки 0,7 л на кг материала. Это – в 10 раз лучше показателей предыдущей версии. Сборщик работает круглосуточно, получая энергию от солнечных панелей и батареи. Даже в самый жаркий и сухой день (7% влажности, 27°С) аппарат производил 0,2 л на 1 кг МОК.
«Известно, что для конденсации влаги из сухого воздуха требуется охладить его до 0°С. Это непрактично. Наш аппарат производит воду без охлаждения. Некоторые скажут, что 0,7 л – это немного. Но не тогда, когда воды нет совсем», — сказал Яги.
Сейчас компания специалиста, Water Harvester Inc., тестирует и готовится вывести на рынок устройство, размером с микроволновку. Оно может ежедневно производить 7-10 л воды. Увеличенная версия, с холодильник, обеспечит 200-250 л – достаточно для питья, мытья и готовки одной семьи. В ближайшие пару лет компания планирует разработать сборщик сельского масштаба, производящий 20 000 л в день. Системы будут работать от солнечных батарей или магистральной сети.
«Мы получаем сверхчистую жидкость без подключения к водопроводу, — сказал Яги. – Мобильность не только поможет жителям засушливых регионов, но и докажет, что вода должна быть правом человека».
Первый МОК, MOК-801, для системы появился в 2014-м. Молекулы воды из воздуха прилипали ко внутренней поверхности материала, повышая влажность до уровня конденсации. Жидкость накапливалась даже при комнатной температуре. Для получения воды МОК нужно слегка нагреть. МОК-801 был представлен в 2017-м. Он был абсолютно пассивным и работал на солнечной энергии. Команда совершенствовала материал и систему. Модель 2019-го стала активной. Вентиляторы на солнечных батареях гонят воздух на картридж с МОК, соединенный с двумя наборами каналов. Первый – для поглощения воды, второй – для выделения.
Система обеспечивает круглосуточный непрерывный цикл. Батареи позволяют устройству работать ночью. В нем использован МОК-303, удерживающий на 30% больше воды, чем МОК-801. При идеальных условиях цикл конденсации занимает 20 мин.
«МОК-303 хорошо выполняет две задачи: поглощает больше воды, чем ранее представленный циркониевый материал, и делает это быстрее», — сказал Яги.
