Αυτή η συσκευή μπορεί να συλλέξει νερό από σχετικά ξηρό αέρα
Η σημασία του νερού δεν πρέπει να υποτιμάται. Είναι απαραίτητο για την ανθρώπινη υγεία και για πολλές πτυχές της παγκόσμιας οικονομίας. Μεταξύ αυτών περιλαμβάνονται οι τομείς της μεταποίησης και της παραγωγής ενέργειας. Ενώ το νερό είναι μια βασική ανάγκη, χωρίς την οποία δεν μπορούμε να επιβιώσουμε, χρησιμοποιείται μερικές φορές ανεύθυνα και αυτό πρέπει να αλλάξει.
Παρά το γεγονός ότι είναι ένας απαραίτητο πόρο, κατά προσέγγιση δυο τριτα του παγκόσμιου πληθυσμού αντιμετωπίζει το σοβαρό ζήτημα της λειψυδρίας. Επιπλέον, περίπου το ένα τρίτο των δεξαμενών υπογείων υδάτων στον πλανήτη είναι μη βιώσιμη εξάντληση. Με τις μειωμένες παροχές υπόγειων υδάτων και με μεγάλο αριθμό ατόμων που έχουν περιορισμένη πρόσβαση σε πόσιμο νερό, παρέμβαση των ειδών απατείται.
Όλα όμως δεν χάνονται, ειδικά όχι με Omar Yaghi του UC Berkeley (Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Μπέρκλεϊ) για την υπόθεση. Το έργο του σε μεταλλικά-οργανικά πλαίσια (MOFs) τον οδηγεί να συνεργαστεί με την Evelyn Wang του MIT (Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης) για να δημιουργήσει ένα σύστημα συλλογής νερού ικανό να λειτουργεί σε ξηρά κλίματα με υγρασία μόλις 20%.
Μεταλλικά-οργανικά πλαίσια
Αυτό MOF είναι ιδιαίτερα έμπειρος στην παγίδευση μορίων νερού σε συνθήκες χαμηλής υγρασίας
MOF οι κρύσταλλοι έχουν αποδειχθεί προηγουμένως σε άλλες εφαρμογές όπως η δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα από τα καυσαέρια και άλλες χημικές χρήσεις. Τώρα, είναι καιρός να λάμψουν στον τομέα της συγκομιδής νερού.
ο MOF που χρησιμοποιείται στη συσκευή συλλογής νερού Yaghi και Wang κάνει χρήση ενός συνδυασμού ζιρκονίου και αδιπικού οξέος. Αυτό MOF είναι ιδιαίτερα έμπειρος στην παγίδευση μορίων νερού σε συνθήκες χαμηλής υγρασίας.
Συγκομιδή νερού με τη βοήθεια μεταλλικών-οργανικών πλαισίων
Το πρωτότυπο της ομάδας κατάφερε να συγκεντρώσει 2,8 λίτρα νερού σε περίοδο 12 ωρών.
Προκειμένου μια συσκευή συγκομιδής ύδατος να είναι βιώσιμη, θα πρέπει να είναι σε θέση να λειτουργήσει αποτελεσματικά με ελάχιστες απαιτήσεις ενέργειας.
Η πλήρης συσκευή αποτελείται από MOF κρυστάλλους μεταξύ ενός ηλιακού απορροφητή και μιας πλάκας συμπυκνωτή.ο MOF οι κρύσταλλοι απορροφούν το νερό και αυτό το παγιδευμένο νερό εξατμίζεται στη συνέχεια. Αυτό γίνεται με χρήση θερμικής ενέργειας που συλλέγεται από τον ήλιο από τον ηλιακό απορροφητήρα. Τέλος, η πλάκα συμπυκνωτή ψύχει τους υδρατμούς, επιτρέποντας τη συλλογή των σταγονιδίων νερού.
Το πρωτότυπο της ομάδας κατάφερε να συγκεντρώσει 2,8 λίτρα νερού σε περίοδο 12 ωρών. Η ομορφιά αυτού του συστήματος είναι ότι δεν θα απαιτούσε σημαντικές αλλαγές στον τομέα της υποδομής για να εφαρμοστεί. ο MOF οι κρύσταλλοι είναι φυσικά έμπειροι στην παγίδευση του νερού και όλα όσα χρειάζονται για να απελευθερώσουν το νερό είναι το φως του ήλιου. Αυτό καθιστά το σύστημα αυτό εξαιρετικό υποψήφιο για χρήση σε απομακρυσμένες περιοχές.
Εκτός από το γεγονός ότι είναι εξαιρετικό για απομακρυσμένες περιοχές που χρειάζονται νερό, το σύστημα αυτό θα μπορούσε επίσης να εφαρμοστεί σε ακόμη μεγαλύτερη κλίμακα. Οι παραδοσιακές μέθοδοι συλλογής και παράδοσης νερού περιλαμβάνουν τεράστια υπόγεια υδραυλικά δίκτυα. Αυτά τα αποκεντρωμένα συστήματα, εάν τελειοποιηθούν, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν αντί σε κάθε νοικοκυριό για να ικανοποιήσουν τις ανάγκες μας σε νερό.
Βελτιώσεις που πρέπει να γίνουν
Ο Kaghi και ο Wang εργάζονται σταθερά για τη βελτίωση του συστήματός τους για τη συγκομιδή περισσότερων υδάτων.
Αυτό το σύστημα συγκομιδής νερού MOF, αν και πολλά υποσχόμενο, δεν έχει ακόμη τελειοποιηθεί. Υπάρχει, ωστόσο, τουλάχιστον ένα ελπιδοφόρο πρωτότυπο εργασίας ήδη. Ο Kaghi και ο Wang εργάζονται σταθερά για τη βελτίωση του συστήματός τους για τη συγκομιδή περισσότερων υδάτων.
Ο Kaghi σημειώνει ότι για να υπάρχει συνεχής παροχή νερού από το σύστημά του, θα μπορούσε να σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να απορροφά νερό κατά τη διάρκεια της νύχτας και να απελευθερώνει νερό κατά τη διάρκεια της ημέρας. Μια άλλη επιλογή είναι να ρυθμίσετε τον ηλιακό απορροφητή ώστε να παράγει υδρατμούς με ταχύτερο ρυθμό.
Για να ακούσετε τον ίδιο τον Yaghi να μιλήσει στη συσκευή, ρίξτε μια ματιά Αυτό το βίντεο, όπου σπάει τα πάντα απλά και εξηγεί τη βασική αρχή λειτουργίας της συσκευής του.
Τελικές σκέψεις
Η συσκευή συγκομιδής νερού του Yaghi και Wang αποτελεί ένα βιώσιμο μέσο για την αειφόρο συγκέντρωση νερού που έχει χαμηλές ενεργειακές απαιτήσεις. Είναι τέτοιες τεχνολογίες που μπορούν να βοηθήσουν στην άμβλυνση των προβλημάτων ύδρευσης στον κόσμο και μπορούν να το κάνουν με ελάχιστες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.