Föreställ dig att du kan ta ut vatten från luften utan att vara ansluten till något elnät. Låter otroligt, särskilt om det fungerar där luften är väldigt torr, till exempel i öknar och stäppregioner i världen. En sådan enhet har verkligen utvecklats och det bästa med den är att den använder nästan inga mekaniska delar eller komplex elektronik och fungerar uteslutande från direkt solljus (inte solceller).
Forskare vid Massachusetts Institute of Technology använde en struktur känd som en organisk metallstruktur (MOF) för att samla vatten direkt från luften (vid fuktighetsnivåer så låga som 20%). Denna fuktnivå finns ofta i de torraste regionerna i världen. Prototypen kunde extrahera 2,8 liter vatten per dag vid en luftfuktighet av 20 till 30%.
MOF-struktur: De gula bollarna representerar tomrum i strukturen som samlar vatten. Källa: UC Berkeley / Berkeley Lab
MOF: er är gitterstrukturer som består av organiska föreningar och metallpartiklar och har varit populära sedan deras uppfinning för ungefär 20 år sedan. Beroende på MOF-strukturen och utgångsmaterialen kan vissa molekyler avsättas mycket pålitligt i porerna i denna struktur. Dessa kan vara gaser från väte till metan. Deras lagringstäthet per volym är högre än om gaserna komprimerades i stora ihåliga tankar. Sedan deras uppfinning vid University of California, Berkeley, har över 20 000 olika MOF-optioner utvecklats. MOF som används för denna vattensamlare består av zirkonium och adipinsyra, som binder vattenånga.
På den första bilden kan du se konstruktionen av vattenuppsamlaren. Inuti finns cirka 1 kg MOF-kristaller pressade mellan det övre ljusabsorberande skiktet och den undre kondensatorplattan. När den omgivande luften passerar genom den porösa MOF fästs vattenmolekyler på de inre ytorna. Solljus som kommer in genom ett genomskinligt fönster på toppen av enheten värmer upp MOF och förflyttar det bundna vattnet mot kondensorn, som är vid omgivningstemperatur, genom värmeröret och kylaren under enheten. Ångan kondenserar och vattnet rinner in i uppsamlaren. Principen är både enkel och effektiv. Om dessa egenskaper kan göras stabila är detta ett verkligt genombrott i intelligent användning av solenergi utan solceller.
Översättningsförfattare Sergey Smyshlyaev
