Η παραγωγή νερού ξηρού αέρα είναι πραγματικότητα

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Οι φυσικοί του Πανεπιστημίου του Μπέρκλεϋ και του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (MIT) δημιούργησαν ένα gadget που μπορεί να εξάγει νερό από τον ξηρό αέρα της Καλιφόρνια και άλλες άνυδρες περιοχές του κόσμου χρησιμοποιώντας μόνο την ενέργεια του Ήλιου, σύμφωνα με άρθρο που δημοσιεύτηκε στο το περιοδικό Science.

"Το όνειρό μας είναι να δημιουργήσουμε πλήρως αυτόνομα σπίτια που θα μπορούν να τροφοδοτούνται πλήρως από αυτές τις ηλιακές συσκευές. Το πείραμά μας το έκανε αυτό δυνατό. Θα μπορούσαμε να πούμε ότι κάναμε ένα βήμα προς τη δημιουργία "εξατομικευμένου" νερού", λέει ο Omar Yaghi) από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ (ΗΠΑ).

Το πρόβλημα της πρόσβασης στο νερό γίνεται όλο και πιο οξύ για τη Γη - σύμφωνα με εκτιμήσεις του ΟΗΕ, έως το 2025 θα επηρεάσει περισσότερο από το 14% των κατοίκων του κόσμου. Σήμερα, υπάρχουν πολλές δεκάδες μέθοδοι και τεχνολογίες για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού, μερικές από τις οποίες χρησιμοποιούνται ακόμη και σε βιομηχανική κλίμακα σε πλούσιες αραβικές χώρες.

Όλες αυτές οι τεχνικές αφαλάτωσης έχουν δύο βασικά μειονεκτήματα - είτε είναι πολύ ακριβές και ενεργοβόρες, είτε τα συστήματα επεξεργασίας βουλώνουν γρήγορα και γίνονται άχρηστα. Όλα αυτά καθιστούν την αφαλάτωση χωρίς νόημα από οικονομική άποψη.

Ο Yagi και οι συνεργάτες του προτείνουν μια εναλλακτική μέθοδο για την απόκτηση καθαρού πόσιμου νερού, εφαρμόζοντας μια ιδέα που προηγουμένως βρισκόταν μόνο στις σελίδες μυθιστορημάτων και ταινιών επιστημονικής φαντασίας. Κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα σύστημα που εξάγει νερό από τον αέρα χρησιμοποιώντας τα λεγόμενα μεταλλο-οργανικά ικριώματα (MOF).

Τα MOC είναι πολύπλοκα πολυμερή υλικά παρόμοια στη δομή με μια κηρήθρα και έχουν πολύ υψηλό πορώδες και αντοχή. Σήμερα χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία φίλτρων ικανών να δεσμεύουν διοξείδιο του άνθρακα ή υδρογόνο και να παγιδεύουν τεράστιες ποσότητες αυτών των αερίων.

Ο Yagi, ένας από τους πρωτοπόρους της ΔΟΕ, ανακάλυψε πριν από δύο χρόνια ότι ένα παρόμοιο υλικό που αποτελείται από ζιρκόνιο και αδιπικό οξύ, έναν παράγοντα αφαλάτωσης, δεν απορροφά υδρογόνο, μεθάνιο ή άλλα είδη αερίων, αλλά μόρια νερού. Αυτό του έδωσε την ιδέα ότι τα πλαίσια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξαγωγή νερού από τον αέρα.

Με αυτή την ιδέα κατά νου, συνεργάστηκε με μηχανικούς στο MIT και μαζί δημιούργησαν μια αρκετά απλή και φθηνή «γεννήτρια νερού». Λειτουργεί εξαιρετικά πρωτόγονα - η "άμμος" των σωματιδίων της ΔΟΕ απορροφά νερό από τον αέρα και το φως και η θερμότητα του Ήλιου, που κατευθύνονται σε αυτόν από ένα σύστημα καθρεφτών, κάνουν τους υδρατμούς να τους αφήνουν και να συμπυκνώνονται σε ένα δοχείο που συνδέεται με αυτήν την αφαλάτωση φυτό.

Μια τέτοια συσκευή, που περιέχει ένα κιλό IOC, μπορεί να παράγει περίπου τρία λίτρα νερού σε μισή ημέρα, ακόμη και από αρκετά ξηρό αέρα με υγρασία 20-30%. Κατ 'αρχήν, αυτό είναι αρκετό για να παρέχει σε ένα άτομο την απαραίτητη ποσότητα πόσιμου νερού την ημέρα.

Σύμφωνα με τον Yagi, η δομή της ΔΟΕ μπορεί να βελτιστοποιηθεί και θα απορροφά διπλάσιο νερό από ότι τώρα. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι αυτό το υλικό και οι νέες εκδόσεις του, καθώς και οι «βιομηχανικές» γεννήτριες που φυσούν αέρα υπό πίεση, θα βοηθήσουν στην επίλυση του προβλήματος της πρόσβασης σε καθαρό νερό στα πιο ξηρά μέρη του κόσμου.