Устройство, похожее на губку, может собирать воду из воздуха
Инженеры из Австралии и Китая разработали устройство, способное улавливать воду из воздуха. Исследователи утверждают, что его можно использовать в засушливых регионах для сбора воды.
Устройство, описанное в статье, опубликованной в журнале Journal of Cleaner Production, работает в условиях низкой влажности, где другие технологии, такие как сбор тумана или радиационное охлаждение, неэффективны.
С помощью девяти кубиков губки, каждый из которых весит 0,8 грамма, можно поглотить 15 миллилитров воды из атмосферы.
Источник: Шу Шу Чжэн, университет RMIT.
Как работает новое устройство
Новая конструкция эффективна при уровне влажности от 30 % до 90 % и температуре от 5 °C до 55 °C.
Пористый материал создан на основе бальзы — любимого материала школьных поделок. Природная губчатая структура древесины была модифицирована с помощью хлорида лития, наночастиц оксида железа, слоя углеродных нанотрубок и других специальных компонентов. Композитный материал может поглощать воду и выделять её по требованию.
«Миллиарды людей во всём мире не имеют доступа к питьевой воде, а миллионы умирают от болезней, передающихся через воду, каждый год», — говорит соответствующий автор Дерек Хао из университета RMIT в Мельбурне.
«Основной компонент, бальза, широко доступен, биоразлагаем и дёшев, а процесс производства несложен, что может обеспечить массовое производство», — говорит Хао. «Демонстрируемая стабильная производительность в течение нескольких циклов и в различных условиях окружающей среды указывает на долговечность и экономическую эффективность».
Результаты испытаний
В лабораторных условиях устройство поглощало около 2 мл воды на грамм материала при относительной влажности 90 % и высвобождало почти всю воду в течение 10 часов под воздействием солнца. Это не кажется много, но это выше, чем у большинства других известных методов, и при меньших затратах.
«В ходе наружных испытаний наше устройство собрало 2,5 миллилитра воды на грамм за ночь и выпустило большую часть днём, достигнув ежедневной эффективности сбора воды в 94 %», — говорит старший автор Юнфэн Хоу из университета Чжэцзян A&F в Китае.
«При влажности 30 % наше устройство поглощало воду примерно по 0,6 мл на грамм. Эти результаты подчёркивают возможность его использования в автономных системах сбора воды, работающих на солнечной энергии».
«Устройство сохраняло гибкость и водопоглощающую функцию даже после хранения при −20 °C в течение 20 дней, демонстрируя отличную морозостойкость», — говорит Хао. «Его способность поглощать и выделять влагу оставалась стабильной в течение 10 последовательных циклов с уменьшением эффективности менее чем на 12 %».
Изобретение, разработанное исследователями из Австралии и Китая, поглощает воду из атмосферы, а затем выделяет её в чашку, используя энергию солнца.
Источник: Шу Шу Чжэн, университет RMIT.
Перспективы применения
Текущее изобретение представляет собой лабораторный прототип.
«Демонстрационный размер устройства составляет 15 кубических миллиметров. Будет очень просто подготовить устройство большего размера, или мы можем использовать несколько устройств для создания массива», — говорит Хао.
«Способность добывать питьевую воду из атмосферы, используя только солнечный свет, делает его незаменимым в районах, пострадавших от стихийных бедствий, где традиционные источники воды недоступны. Портативность системы и использование возобновляемой энергии ещё больше расширяют возможности её применения в таких условиях».