Sveikata Ir Medicina

Šis prietaisas ištraukia vandenį iš dykumos oro Inovacijos

Pastaraisiais metais sausros visame pasaulyje užklumpa nuo Kalifornijos vandens krizės iki didelio Keiptauno vandens trūkumo, o tyrimai rodo 25 proc. Žemės rutulio dėl klimato pokyčių galiausiai gali likti nuolatinė sausra. Bet ką daryti, jei galėtumėte tiesiog ištraukti vandenį iš oro?

Tai yra Kalifornijos universiteto Berkeley tyrėjų sukurtos naujos technologijos prielaida. Tai vandens kombainas, kuris gali išgauti vandenį iš oro net esant itin sausam klimatui, nenaudodamas energijos, išskyrus aplinkos saulės spindulius.



Raktas į vandens kombainą yra nauja medžiagų klasė, vadinama metalinių organinių karkasų (MOF). Šie MOF yra kietos, bet akytos medžiagos, turinčios milžinišką paviršiaus plotą - cukraus kubo dydžio MOF vidinis paviršiaus plotas gali būti toks pat didelis, kaip ir daugelio futbolo aikščių. Tai reiškia, kad jie gali sugerti dujas ir skysčius, o tada, kai įpilama šilumos, jie greitai išsiskiria.



Tam tikri MOF, kaip mes čia parodėme, turi nepaprastą gebėjimą įsiurbti vandens garus iš atmosferos, tačiau tuo pačiu metu per stipriai nelaikykite vandens molekulių jų porose, kad būtų lengva išleisti vandenį, Tyrimui vadovavęs Berkeley chemijos profesorius Omaras Yaghi.

Mokslininkai išbandė kombainą Scottsdale'e, Arizonoje, dykumos mieste, kur naktį daugiausiai 40 proc., O dieną - 8 proc. Remiantis bandymais, kurių metu naudojamas zironio pagrindu pagamintas MOF, mokslininkai mano, kad kombainas galiausiai galėtų išgauti apie 3 uncijos vandens vienam svarui MOF per dieną.



Pats kombainas yra dėžutė dėžutės viduje. Vidinėje dėžutėje yra MOF lova. Išorinė dėžutė yra dviejų pėdų permatomas plastikinis kubas. Naktį mokslininkai paliko išorinės dėžės viršutinę dalį, kad oras tekėtų pro MOF. Dieną jie uždėjo viršutinę dalį, kad dėžutė būtų šildoma saulės. Šiluma ištrauktų vandenį iš MOF, kur jis kondensuotųsi ant plastikinio kubo vidinių sienelių, kol lašėtų į dugną, kur jį būtų galima surinkti.

kodėl žmonės nekenčia robert e lee

Svarbiausias šios technologijos aspektas yra tas, kad ji yra visiškai pasyvi energijai, sako Eugenijus Kapustinas, Berkeley absolventas, dirbęs prie tyrimo.

Tai reiškia, kad jai, išskyrus saulę, nereikia jokios energijos, todėl ji yra ekologiška ir prieinama žmonėms ribotos elektros energijos vietose. Tyrimų rezultatai buvo paskelbti šio mėnesio pradžioje žurnale Mokslo pažanga .



Komanda turi atlikti daugiau dabartinių modelių bandymų, kad išsiaiškintų, kurie veiksniai, pvz., Įrenginio dydis ir vieta, kur įrenginyje yra MOF, labiausiai įtakoja tai, kiek vandens galima surinkti. Jie taip pat tikisi sužinoti daugiau apie tai, kaip specifinės klimato sąlygos veikia vandens kiekį. Kitas bandymas planuojamas vasaros pabaigoje Mirties slėnyje, kur nakties drėgnumas gali siekti 25 proc.

MOF kristalų (UC Berkeley) mikroskopo vaizdas

MOF kristalų (UC Berkeley) mikroskopo vaizdas

robert e lee ir arlingtono kapinės

Yaghi taip pat sukūrė naują aliuminio pagrindo MOF, kuris, jo teigimu, yra 150 kartų pigesnis ir gali surinkti dvigubai daugiau vandens nei dabartiniai MOF. Jis ir jo komanda projektuoja naują vandens kombainą, kuris aktyviai traukia orą į MOF dideliu greičiu ir taip tiekia daug didesnį vandens kiekį.

Dabar komanda bendradarbiauja su pramone, kad išbandytų kombainus pramoniniu mastu. Jie taip pat toliau ieško naujesnių, geresnių ir pigesnių MOF.

Man labai malonu matyti, kad vis daugiau mokslininkų visame pasaulyje jungiasi prie mūsų pastangų šiuo klausimu, sako Yaghi.

Idėja išsiurbti vandenį iš atmosferos nėra nauja, sako Ericas Hoekas, Kalifornijos universiteto inžinerijos profesorius ir Los Andželo žurnalo redaktorius. npj Švarus vanduo . Jau seniai pastebėta, kad paleidus oro kondicionierių vanduo lašėja - taip yra todėl, kad mašina vėsina orą iki rasos taško, temperatūra, kurioje oras yra prisotintas vandens garų ir susidaro kondensatas.

Tačiau sukurti vandens kombainus, pagrįstus aušinimo technologijomis, yra be galo daug energijos. Labai sausame klimate rasos taškas yra žemiau nulio. Bet kokiu dideliu mastu aušinti orą iki tos temperatūros neįmanoma.

Tikroji [Yaghi tyrimų] naujovė yra medžiagų naujovė, sako Hoekas. Šios medžiagos [MOF] ištraukia vandenį ir lengviau jo atsisako.

kaip neišpūsti jack o'lanternai

Tačiau koncepcija yra sudėtinga, Hoek įspėja, nes vienam kvadratiniam centimetrui kombaino pagaminto vandens kiekis yra palyginti mažas, todėl didelis kombainas užimtų didžiulį kiekį žemės.

Bet galbūt namų ūkio ar kaimo masteliui tai gali būti labai įdomus būdas gauti gryno vandens, sako Hoekas.

Yaghi tiksliai tai įsivaizduoja: ateitį, kai visi, neturintys lengvo priėjimo prie gėlo vandens, savo kieme turi kombainą.

Mano vizija yra pasiekti „asmeninį vandenį“, kai žmonės, patyrę vandens patiriamus regionus, namuose turi prietaisą, veikiantį aplinkos saulės energija, tiekiantį vandenį, tenkinantį pagrindinius asmenų poreikius, sako jis. Daugiau nei trečdalis pasaulio gyventojų gyvena vandens patirtuose regionuose arba kenčia nuo švaraus vandens trūkumo. Šios technologijos galimas poveikis keičiant žmonių gyvenimą ir gerinant pasaulines visuomenės sveikatos sąlygas yra milžiniškas.



^