Вода из воздуха: от жажды спасает губка из дерева

Инженеры из Австралии и Китая разработали устройство, способное извлекать воду из воздуха, даже в условиях, где традиционные технологии, такие как сбор тумана или радиационное охлаждение, неэффективны.

Устройство напоминает губку: оно поглощает влагу и затем, благодаря солнечной энергии, отдает ее в чашку.

Этот механизм работает в различных условиях влажности (от 30 до 90%) и температуре (от 5 до 55°C). Основой конструкции является модифицированный бальзовый каркас, который способен естественным образом поглощать воду и выдавать ее по запросу. Внутри устройства находится композитный материал с хлоридом лития, наночастицами оксида железа и углеродными нанотрубками.

Данные исследования были опубликованы в журнале Journal of Cleaner Production.

Миллиарды людей сталкиваются с проблемой нехватки чистой воды, и миллионы погибают из-за заболеваний, вызванных загрязненной водой, — комментирует Дерек Хао, ведущий ученый из RMIT University.

Устройство выглядит как чашка с куполообразной крышкой и поддоном для защиты от загрязнений, а также системой охлаждения. При открытой крышке материал активно поглощает влагу, а закрытая крышка позволяет выделять воду под воздействием солнечного света.

В условиях лаборатории с влажностью 90% устройство собирало около 2 мл воды на грамм материала и практически полностью высвобождало её за 10 часов под солнцем, что делает его более эффективным и экономичным по сравнению с аналогами. Девять кубиков материала (по 0,8 г каждый) способны обеспечить 15 мл воды.

В ходе полевых испытаний устройству удалось собрать 2,5 мл на грамм за ночь, а днем оно отдало 94% влаги, даже при влажности 30% поглощая 0,6 мл на грамм.

Деревянная основа обеспечивает невысокую стоимость и высокую прочность технологии. Материал способен выдерживать мороз до -20°C и сохраняет эффективность даже после десяти циклов использования.

Систему можно масштабировать, создавая большие конструкции или объединяя их в массивы. Это устройство будет полезно в засушливых регионах и зонах катастроф, где доступ к чистой воде ограничен.

Команда сейчас в процессе обсуждения пилотного производства с промышленниками. В будущем есть планы усовершенствовать систему, добавив солнечные панели и датчики для автоматизации процессов.

Проект решает две важные задачи:

1. Доступ к воде — миллиарды людей испытывают нехватку, а традиционные методы (опреснение, доставка) часто являются дорогими и сложными.
2. Энергоэффективность — устройство работает на солнечной энергии, не требуя сложной инфраструктуры.

Преимущества:
— Низкая стоимость (бальзовые материалы доступны).
— Универсальность (работает в разнообразных климатических условиях).
— Экологичность (использование биоразлагаемых компонентов).

Недостатки:
— Ограниченная производительность (для значительного объема требуются большие массивы).
— Зависимость от солнечного света (в условиях облачности эффективность снижается).

Перспективы:
— Интеграция в системы умного сельского хозяйства.
— Применение в походном оборудовании.
— Аварийные комплекты для экстренных ситуаций.

Ранее ученые предлагали использовать солнечную энергию для опреснения морской воды.

Источник: Новости мира инноваций

Как сообщалось ранее — Климатологи: России грозят серьезные последствия мирового потепления