Ученые из MIT создали первый прототип прибора, извлекающего питьевую воду из сухого воздуха пустыни, используя пористый материал и средство для удаления накипи.
«Когда мы представили этот материал год назад, наши коллеги высказали массу сомнений насчет того, что такое устройство будет работать на практике. Мы провели полевые испытания и проверили каждую претензию, которая была озвучена за минувшие месяцы», — рассказывает Эвелин Вонг (Evelyn Wong), физик из Массачусетского технологического института (США).
Год назад Вонг и ее коллеги представили публике необычный прибор, способный извлекать пары воды из воздуха, используя тепло и свет Солнца, и накапливать ее внутри пористого материала, так называемого металл-органического каркаса. Подобные материалы используются сегодня для очистки воздуха от паров различных газов и ускорения реакций.
Как обнаружили тогда ученые, подобные конструкции, собранные из молекул средства для удаления накипи и атомов циркония, активно поглощают не водород или улекислоту, а пары воды. Руководствуясь этой идеей, инженеры из MIT создали простейший «генератор воды». Работает он очень просто — «песок» из частиц МОК поглощает воду из воздуха, а свет Солнца заставляет пары воды покинуть их и сконденсироваться в сосуде, подключенном к этому опреснителю.
Эта идея, как отмечает Вонг, привлекла огромное внимание со стороны прессы, и вызвала массу критики от других ученых, считавших, что подобный прибор не сможет извлекать воду из сухого воздуха пустыни, как об этом заявляли его создатели.
Инженеры и физики из MIT решили ответить «скептикам», проведя еще один эксперимент, на этот раз уже с более крупной установкой, которой мог бы пользоваться теоретический житель пустыни или «фермеры-влагодобытчики», подобные семье Люка Скайуокера из «Звездных войн», снабжающие водой всю округу.
Собрав подобный прибор, ученые установили его на крыше университета Аризоны в Темпе, где господствовал «пустынный» уровень влажности — около 10−20%, и высокий уровень солнечного освещения. За день такое устройство производило около 250 грамм воды, если в него было загружено около килограмма «песка».
Для достижения столь неплохих показателей, по словам физиков, им пришлось усовершенствовать конструкцию прибора, поменяв его таким образом, что свет и тепло Солнца прогревали частицы МОК до температуры примерно в 70 градусов Цельсия. Модификации в структуре самого «песка», как отмечает Вонг, помогут утроить его производительность и повысить КПД до 30−40%.
Сама вода, которую производило это устройство, не содержала в себе ионов циркония, молекул средства для удаления накипи и других примесей, и была абсолютно чистой и пригодной для питья. Как надеются ученые, их разработка поможет решить проблему с обеспечением населения Земли чистой водой уже в ближайшие годы.
Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Источник: https://www.popmech.ru/
