Только представьте себе, вы можете добывать воду из воздуха без подключения к какой-либо энергосети. Звучит невероятно, особенно если это работает там, где воздух очень сухой, например в пустынях и степных регионах мира.

Такое устройство действительно было разработано и самое лучшее в нем то, что оно почти не использует механические части или сложную электронику и работает исключительно от воздействия прямого солнечного излучения (не фотоэлементов).

Исследователи из Массачусетского технологического института использовали структуру известную как металл-органическая структура (MOF) для сбора воды прямо из воздуха (при таких низких уровнях влажности как 20%). Этот уровень влажности обычно наблюдается в засушливых регионах мира. Прототип был способен извлекать 2.8 литра воды в день при влажности воздуха от 20 до 30%.

MOF структура: Желтые шары представляют собой пустоты в структуре, которые собирают воду. Источник: UC Berkeley / Berkeley Lab

MOF представляют собой решетчатые структуры состоящие из органических соединений и металлических частиц и пользуются популярностью с момента их изобретения около 20 лет назад. В зависимости от строения MOF и исходных материалов, определенные молекулы могут очень надежно осаждаться в порах этой структуры.

Это могут быть газы от водорода до метана. Их плотность хранения на единицу объема выше, чем если бы газы были сжаты в больших полых резервуарах. С момента их изобретения в Калифорнийском университете в Беркли было разработано свыше 20000 различных варрантов MOF. MOF использованная для этого сборщика воды состоит из циркония и адипиновой кислоты, которые связывают водяной пар.

На первой картинке вы можете видеть конструкцию сборщика воды. Внутри находится около 1 кг кристаллов MOF спрессованных между верхним светопоглощающим слоем и нижней пластиной конденсатора. Когда окружающий воздух проходит через пористую MOF, молекулы воды прикрепляются к внутренним поверхностям.

Солнечный свет, входящий через полупрозрачное окно в верхней части устройства нагревает MOF и перемещает связанную воду в направлении конденсатора, который имеет температуру окружающей среды, через тепловую трубку и радиатор ниже устройства. Пар конденсируется, и вода стекает в сборник. Принцип и простой и эффективный. Если эти свойства удастся сделать стабильными, это настоящий прорыв в разумном использовании солнечной энергии без солнечных фотоэлементов.

Автор перевода Сергей Смышляев

Источник: https://www.elektormagazine.com/