Разработан девайс для извлечения воды из сухого воздуха, работающий на солнечной энергии - «Технологии»

Представьте себе будущее, в котором каждый дом имеет устройство, способное извлекать всю необходимую для потребления воду из окружающего воздуха, причем делать это даже условиях пустыни и работать исключительно за счет энергии солнца.

С инновационной разработкой ученых Массачусетского технологического института такое будущее вполне может стать реальностью уже в ближайшее время. Ими был продемонстрирован аппарат для получения воды из атмосферного воздуха при уровне влажности около 20%, что соответствует самым засушливым регионам планеты.

О своей разработке исследователи рассказали в журнале Science. Инновационный «харвестер» создан с использованием специального материала – металл-органического каркаса (МОК), произведенного в Калифорнийском университете в Беркли.

Созданный учеными прототип способен выделить из воздуха 2,8 литра воды в условиях влажности 20-30% в течение 12 часов, при этом для его изготовления использовался лишь один килограмм МОК. Тесты Массачусетском технологическом институте подтвердили, что устройство работает в реальных условиях.

Яги впервые открыл металл-органические каркасы более 20 лет назад, объединив металлы, такие как магний или алюминий, с органическими молекулами в жесткую пористую структуру, которая идеально подходит для хранения газов и жидкостей. С тех пор исследователи во всем мире создали более 20 000 различных видов МОК, некоторые из которых используются для хранения водорода или метана, а также, например, извлечения диоксида углерода из жидких газов.

В 2014 году Яги и его команда синтезировали новый МОК – комбинацию циркония и адипиновой кислоты, которая связывает водяной пар, примерно тогда и возникла идея использовать этот материал для создания водосборной системы.

В итоге разработанное устройство было оснащено прослойкой из пылевидных кристаллов МОК, сжатыми между солнечным поглотителем и пластиной конденсатора, помещенными внутри открытой для воздуха камеры. Поскольку окружающий воздух диффундирует через пористую структуру МОК, большая часть молекул воды прикрепляются к внутренним поверхностям его кристаллов. Через специальное отверстие солнечный свет нагревает систему и направляет полученную влагу к конденсатору, который работает при температуре наружного воздуха. Пар конденсируется, превращаясь в жидкую воду, и стекает в коллектор.

Исследователи намерены модернизировать свой девайс, поскольку созданный ими прототип способен производить воду в количестве 20% от его собственного веса, в то время как этот показатель можно увеличить до 40%. Также в планах ученых разработка устройства, способного абсорбировать воду из воздуха и в ночное время.

Источник: phys.org