קצירת מי שתייה מהאוויר עם סנפירים סופגים חדשניים

חוקרים פיתחו מכשיר קומפקטי הקוצר מים מלחות אטמוספרית באמצעות סנפירים מצופים בספיגה.

מכשיר זה, מפורט ב אותיות אנרגיה של ACSלוכד ביעילות לחות המשתחררת כמים לשתייה בעת חימום.

חדשנות בקצירת מים

מים נקיים ובטוחים הם משאב מוגבל, והגישה אליהם תלויה במקווי מים מקומיים. אבל אפילו באזורים יבשים יש קצת אדי מים באוויר. כדי לקצור כמויות קטנות של לחות, חוקרים ב אותיות אנרגיה של ACS פיתחו מכשיר קומפקטי עם סנפירים מצופים בספיגה אשר תחילה לוכדים לחות ולאחר מכן מייצרים מים ראויים לשתייה בעת חימום. לדבריהם, אב הטיפוס יכול לעזור לעמוד בדרישות ההולכות וגוברות למים, במיוחד במקומות צחיחים.

מים אטמוספריים: פוטנציאל עצום, אתגרי איסוף

האטמוספירה של כדור הארץ מכילה טריליוני ליטרים של מים מתוקים כאדים, אבל זה מאתגר לאסוף את הגז חסר הצבע, השקוף והדליל הזה. בעבר, חוקרים פיתחו מערכות הלוכדות טל או ערפל, ומאגדות את הנוזל לתוך מיכלים. אבל באזורים יבשים שאין בהם הרבה טל, חומרים מיוחדים כמו הידרוג'לים המגיבים לטמפרטורה, מסגרות מתכת-אורגניות או זאוליטים (אלומוסיליקטים גבישיים) עשויים לעזור למשוך כמויות קטנות של לחות מהאוויר ולשחרר את המים בעת חימום.

עם זאת, כדי שסופגים אלו יהיו מעשיים לשימוש בעולם האמיתי, יש לשלב אותם במכשירים קומפקטיים וניידים עם מקור חום פסולת, כגון יישומים הפועלים בטמפרטורות גבוהות או מערכות שפולטות חום כתוצר לוואי. אז, Xiangyu Li, Bachir El Fil ועמיתיו פיתחו קוצר לחות שיכול להתאים למפרטים האלה.

עיצוב יעיל משפר את איסוף המים

החוקרים תכננו "סנפירים" סופחי מים על ידי חיבור יריעת נחושת בין קצפי נחושת המצופים בזאוליט זמין מסחרית. בהשוואה למחקרים קודמים שהתמקדו בפיתוח חומרים, הכותבים אומרים כי התכנון המשותף של מצע הספיגה עם תכונות החומר הביא לסנפירים סופחים דקים, שהם קומפקטיים ויכולים לקצור מים במהירות.

לצורך הדגמות הוכחה לקונספט, הם יצרו מכשיר עם 10 סנפירים סופגים קטנים המונחים זה לצד זה על לוח בסיס נחושת במרחק של כ-2 מילימטרים זה מזה, מרחק שממקסם את לכידת הלחות מאוויר דמוי מדבר המכיל 10% לחות יחסית. תוך שעה, הסנפירים רוויים ואז שחררו את הלחות הכלואה ברגע שהבסיס הגיע ל-363 פרנהייט.

באקסטרפולציה ל-24 מחזורי איסוף-שחרור, הצוות חישב כי 1 ליטר של ציפוי סופג על הסנפירים יכול לייצר עד 1.3 ליטר מים ראויים לשתייה ביום באוויר עם 30% לחות יחסית – נפח גדול פי שניים עד חמישה מהמכשירים שפותחו בעבר. .

השלכות על טכנולוגיות עתידיות לקצירת מים

העבודה מזהה הזדמנות מרכזית ללכידת לחות מהירה וקצירת מים מאוויר יבש, מספר פעמים ביום. עם פיתוח נוסף, המערכת הזו יכולה להשתלב בתשתיות קיימות המייצרות פסולת חום, כגון מבנים או כלי תחבורה, כדי לספק אפשרות חסכונית לייצור מי שתייה באזורים צחיחים, אומרים החוקרים.

המחברים מכירים במימון מהסוכנות האמריקאית לפרויקטי מחקר מתקדמים של ההגנה והקרן השוויצרית הלאומית למדע באמצעות פוסט דוקטורט. מענק ניידות.