Вчені розробили пристрій, що видобуває питну воду з повітря за допомогою сонячної енергії.
Однією з найбільших проблем при наданні допомоги людям, які постраждали від стихійних лих, є транспортування та забезпечення їх необхідними ресурсами, такими як безпечна питна вода. Дослідники з Австралійського університету RMIT та п’яти китайських інститутів розробили простий і розумний пристрій, який може вирішити цю проблему, витягуючи питну воду з повітря.
Винахід команди використовує нещодавно розроблений композитний матеріал на основі пористої, легкої деревини бальзи, сформованої в маленькі кубики; вони встановлюються в чашку з куполоподібною кришкою, простим механізмом охолодження та системою активації, що живиться від сонця.
Схожий на губку матеріал, відомий як WLG-15, також містить хлорид літію для покращення поглинання води та наночастинки оксиду заліза, які допомагають поверхневому шару губки поглинати сонячне світло та перетворювати поглинену воду на пару. Останнє також допомагає воді вивільнятися з матеріалу.
Сам пристрій досить простий: коли кришка чашки відкрита для повітря, матеріал WLG-15 поглинає вологу з атмосфери. Коли кришка закрита під сонячним світлом, вода вивільняється в чашку. Куполоподібна кришка ініціює сонячне випаровування та полегшує збір вивільненої води; охолоджувальна плита, блок тепловідводу та охолоджувальний вентилятор, що живиться від сонячної панелі, посилюють конденсацію в системі.
Дослідники відзначили, що в лабораторних умовах їхній пристрій поглинав близько 2 мл води на грам матеріалу WLG-15 при відносній вологості 90% і вивільняв майже всю воду протягом 10 годин під сонцем. Це може здатися невеликим, але якщо врахувати, що блоки надзвичайно малі та легкі, це може виявитися ефективним у більшій конфігурації або в масиві збиральних пристроїв.
Для довідки, набір з дев’яти маленьких кубиків губки, показаних нижче, кожен з яких важить менше грама, може вивільнити 15 мл у чашку. Дослідники опублікували результати своєї роботи в журналі Journal of Cleaner Production у березні.
За словами команди, цей рівень ефективності вищий, ніж у більшості інших відомих методів, таких як збір туману та радіаційне охолодження, і дешевший завдяки використанню широкодоступної та недорогої деревини бальзи. У більшій установці він потенційно може бути використаний як портативна система збору води для надання екстреної допомоги в районах, постраждалих від стихійних лих, причому сонячна енергія живить систему охолодження.
Д-р Цзюньфен Хоу з Чжецзянського університету лісового господарства та сільського господарства, який очолював співпрацю китайських інститутів з RMIT, зазначив, що WLG-15 також чудово працював після зберігання при мінусовій температурі протягом тижнів і міг бути використаний повторно кілька разів без значного зниження ефективності. Таким чином, матеріал навіть можна було б "розгорнути в реальних умовах, таких як збір води у віддалених або посушливих регіонах".
Атмосферні генератори води
Якщо ви вже деякий час читаєте New Atlas, ви, ймовірно, стикалися з комерційно доступними атмосферними генераторами води (AWG) – електронними приладами, які обіцяють робити те саме, але зі значно більшою швидкістю та обсягами. Чому б просто не розгорнути їх у районах, які постраждали від стихійних лих, і у віддалених районах, де важко дістати воду?
Вони здаються ідеальним рішенням для регіонів з дефіцитом води, але основною причиною є те, що AWG використовують значну кількість електроенергії для конденсації водяної пари з повітря. Багато регіонів, які відчувають дефіцит води, мають ненадійний доступ до електромережі або взагалі не мають його, тому у вас, ймовірно, виникнуть проблеми з живленням цих машин. Варіанти з живленням від сонячної енергії існують, але додають значної вартості та складності рівнянню.
Крім того, AWG найкраще працюють в умовах вологості вище 60%; це може бути не так у багатьох місцях, про які ви думаєте. І, нарешті, ці системи можуть бути дорогими, як для початкової покупки, так і для обслуговування зі спеціалізованим технічним досвідом і нестандартними деталями. Тож, хоча вони дійсно можуть робити те, що написано на упаковці, AWG не обов’язково є легко застосовним рішенням для дефіциту води.
Повернемося до WLG-15: дослідники використовували штучний інтелект, щоб передбачити продуктивність пристрою для отримання води з повітря за різних екологічних умов. Подібна технологія також може допомогти їм виявити більше комбінацій матеріалів для ефективних водовідштовхувальних композитів. Наразі команда вивчає способи пілотного виробництва цього матеріалу з промисловими партнерами та його випробування в польових умовах.
О, і до речі, Університет RMIT нещодавно винайшов ще одну інновацію, натхненну губкою: надміцний матеріал, натхненний морськими губками, який можна використовувати для будівництва більш міцних будівель.
Довідкова інформація
- Університет RMIT: Королівський Мельбурнський технологічний університет (RMIT) — австралійський публічний дослідницький університет, розташований у Мельбурні, штат Вікторія. Заснований у 1887 році як Мельбурнський робітничий коледж, спочатку він був мистецькою школою, а також пропонував заняття з науки і техніки.
- Деревина бальзи: Бальза — легка і м’яка деревина, яка використовується в різних застосуваннях, зокрема в моделюванні, будівництві та аерокосмічній галузі.
