Wyobraź sobie, że możesz wyciągać wodę z powietrza bez podłączenia do sieci energetycznej. Brzmi niewiarygodnie, zwłaszcza jeśli działa tam, gdzie powietrze jest bardzo suche, na przykład na pustyniach i stepach świata. Takie urządzenie rzeczywiście zostało opracowane, a najlepsze w nim jest to, że prawie nie używa części mechanicznych ani skomplikowanej elektroniki i działa wyłącznie na bezpośrednie działanie promieni słonecznych (nie ogniwa słoneczne).
Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology wykorzystali strukturę znaną jako organiczna struktura metaliczna (MOF) do zbierania wody bezpośrednio z powietrza (przy poziomie wilgotności zaledwie 20%). Ten poziom wilgoci jest powszechnie spotykany w najbardziej suchych regionach świata. Prototyp był w stanie wydobyć 2,8 litra wody dziennie przy wilgotności powietrza od 20 do 30%.
Struktura MOF: Żółte kule reprezentują puste przestrzenie w strukturze, które zbierają wodę. Źródło: UC Berkeley / Berkeley Lab
MOF to struktury siatkowe złożone ze związków organicznych i cząstek metali, które są popularne od czasu ich wynalezienia około 20 lat temu. W zależności od struktury MOF i materiałów wyjściowych, pewne cząsteczki mogą być bardzo niezawodnie osadzane w porach tej struktury. Mogą to być gazy od wodoru do metanu. Ich gęstość magazynowania na jednostkę objętości jest wyższa niż w przypadku sprężania gazów w dużych pustych zbiornikach. Od czasu ich wynalezienia na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley opracowano ponad 20 000 różnych nakazów MOF. MOF zastosowany w tym kolektorze wody składa się z cyrkonu i kwasu adypinowego, które wiążą parę wodną.
Na pierwszym zdjęciu widać budowę kolektora wody. Wewnątrz znajduje się około 1 kg kryształów MOF wciśniętych pomiędzy górną warstwę pochłaniającą światło a dolną płytkę kondensatora. Kiedy powietrze otoczenia przechodzi przez porowaty MOF, cząsteczki wody przyczepiają się do powierzchni wewnętrznych. Światło słoneczne wpadające przez półprzezroczyste okienko w górnej części urządzenia podgrzewa MOF i przesuwa związaną wodę w kierunku skraplacza, który ma temperaturę otoczenia, przez rurkę cieplną i grzejnik poniżej urządzenia. Para skrapla się i woda wpływa do kolektora. Zasada jest prosta i skuteczna. Jeśli te właściwości mogą być stabilne, jest to prawdziwy przełom w inteligentnym wykorzystaniu energii słonecznej bez ogniw fotowoltaicznych.
Autor tłumaczenia Sergey Smyshlyaev