Skörda vatten från torr luft med hjälp av solljus och lite ...

Vattenens betydelse får inte underskattas. Det är viktigt för människors hälsa och för många aspekter av den globala ekonomin. Dessa inkluderar tillverknings- och energiproduktionssektorerna. Medan vatten är en grundläggande nödvändighet, utan vilken vi inte kunde överleva, används det ibland ansvarslöst och detta måste förändras.

Trots att det är en oundgänglig resurs står cirka två tredjedelar av världens befolkning inför den allvarliga frågan om vattenbrist. Dessutom tappas ungefär en tredjedel av världens grundvattenbassänger ohållbart. Med minskande grundvattenförsörjning och ett stort antal personer som har allvarligt begränsad tillgång till dricksvatten behövs ett ingrepp av sorter.

Allt går dock inte förlorat, särskilt inte med Omar Yaghi från UC Berkeley (University of California, Berkeley) om ärendet. Hans arbete med metallorganiska ramverk (MOF) leder till att honom samarbetar med Evelyn Wang från MIT (Massachusetts Institute of Technology) för att skapa ett vattenuppsamlingssystem som kan arbeta i torrt klimat med en fuktighetsnivå på bara 20 procent.

Metallorganiska ramverk

Denna MOF är särskilt skicklig på att fånga vattenmolekyler under förhållanden med låg luftfuktighet

MOF- kristaller har tidigare demonstrerats i andra tillämpningar, såsom fångst av koldioxid från avgaser, och andra kemiska användningar. Nu är det deras tid att lysa i området för vattenavverkning.

MOF som används i Yaghi och Wangs skördeapparat för vatten använder en kombination av zirkonium och adipinsyra. Denna MOF är särskilt skicklig på att fånga vattenmolekyler under förhållanden med låg luftfuktighet.

Vattenskörd med hjälp av metallorganiska ramverk

Lagets prototyp lyckades samla 2, 8 liter vatten under en 12-timmarsperiod.

För att en vattenavverkningsanordning ska vara livskraftig bör den kunna fungera effektivt med minimala energibehov.

Den kompletta enheten består av MOF- kristaller klämda mellan en solabsorbent och en kondensatorplatta.

MOF- kristallerna absorberar vatten och detta instängda vatten förångas sedan. Detta görs med hjälp av värmeenergi som samlas in från solen av solabsorbenten. Slutligen kyls kondensorplattan ner vattenångan, så att vattendropparna kan samlas in.

Lagets prototyp lyckades samla 2, 8 liter vatten under en 12-timmarsperiod. Det fina med detta system är att det inte kräver större infrastrukturförändringar för att kunna genomföras. MOF- kristallerna är naturligt skickliga på att fånga vatten, och allt som behövs för att frigöra vattnet är solljus. Detta gör detta system till en utmärkt kandidat för användning i avlägsna områden.

Förutom att det är bra för avlägsna områden med behov av vatten, kan detta system också implementeras i ännu större skala. Traditionella metoder för insamling och leverans av vatten involverar massiva underjordiska VVS-nätverk. Dessa decentraliserade system kan, om de är perfekta, användas istället i varje hushåll för att uppfylla våra vattenbehov.

Förbättringar som ska göras

Kaghi och Wang arbetar stadigt med att förbättra sitt system för att skörda mer vatten.

Även detta lovande MOF-vattenavverkningssystem har ännu inte fullbordats. Det finns dock åtminstone en lovande fungerande prototyp redan. Kaghi och Wang arbetar stadigt med att förbättra sitt system för att skörda mer vatten.

Kaghi konstaterar att för att ha en kontinuerlig vattenförsörjning från deras system kan det utformas på ett sådant sätt att det suger upp vatten under natten och släpper vatten under dagen. Ett annat alternativ är att konfigurera solabsorbenten för att producera vattenånga i en snabbare hastighet.

För att höra Yaghi själv tala på enheten, ta en titt på den här videon, där han enkelt bryter ner allt och förklarar den grundläggande arbetsprincipen för sin enhet.

Slutgiltiga tankar

Yaghi och Wangs vattenavverkningsanordning är ett hållbart sätt att hållbart samla vatten som har låga energikrav. Det är tekniker som denna som kan hjälpa till att mildra världens elände och det kan göra det med minimal miljöpåverkan.