Питьевая вода из воздуха: девайс на солнечной энергии стал более эффективным

Группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) и ряда других организаций создали систему, которая собирает влагу из воздуха, используя тепло солнца или другого источника. Это устройство может применяться даже в засушливых регионах. Результаты исследовательской работы

Результаты исследовательской работы опубликованы в журнале Joule. Авторы статьи — профессор Ивлин Ван, заведующая кафедрой машиностроения MIT, аспирантка Алина ЛаПотин и шесть других участников проекта, в том числе из Университета штата Юта и Южной Кореи.

Первоначальный вариант системы, созданный три года назад, работал следующим образом: в ночное время адсорбирующий материал вбирал в себя влагу из воздуха. Днем при нагреве от солнца адсорбент отдавал воду, и она конденсировалась на сборной пластине. В качестве активного материала применялись металл-органические каркасные структуры, которые дороги и труднодоступны. При этом эффективность системы была недостаточна для практического применения.

В новой модификации системы добавлена вторая стадия десорбции влаги и использован доступный адсорбент — микропористый минерал цеолит (алюмофосфат железа). Благодаря этому производительность устройства значительно повысилась, и оно стало более подходящим для массового изготовления. Поэтому теперь у установки есть все шансы стать пригодным для практического использования в качестве источника воды для местностей, где доступ к ней ограничен.

Конструкцию, обеспечивающую двухэтапное выделение воды, разработала Алина ЛаПотин. На первой стадии тепло, собранное солнечным коллектором, нагревает цеолит, благодаря чему накопленная в нем за ночь влага освобождается. Образующийся пар конденсируется на медной сборной пластине, что сопровождается выделением тепла. Под пластиной находится второй слой цеолита, который, нагреваясь от нее, также отдает адсорбированную в ночное время влагу.

Новая версия установки примерно вдвое эффективнее первоначальной и вырабатывает за сутки около 0,8 литра воды на квадратный метр поверхности. Точное количество зависит от температурных колебаний, освещенности и влажности.

«Я думаю, что никто еще реально не следовал по этому пути», — сказала Ван, имея в виду, что аналогичные технологии ранее не применялись для получения воды из воздуха.

Разработанное устройство способно работать при влажности воздуха от 20%, и ему нужны только солнечный свет или любой другой источник тепла. А существующим системам сбора влаги из воздуха требуются относительная влажность не менее 50–100%, а иногда и значительное количество электроэнергии.

Дальнейшее развитие проекта предполагает совершенствование установки с целью сделать ее простой, доступной и более эффективной. Уже сейчас разрабатываются материалы, способные поглощать в 5 раз больше воды, чем примененный цеолит. Исследователи намерены также сделать специальные модификации установки, например, для портативного использования или рассчитанные на получение тепла не от солнца.