Uređaj na sunčevu svjetlost stvara pitku vodu iz zraka
Zajednice u pustinjama mogle bi same proizvoditi pitku vodu
Iako atmosferom kruže bilijuni litara vode, ona ipak nije lako dostupna onima kojima je najpotrebnija. Inženjeri sa Sveučilišta Berkeley uspjeli su razviti uređaj koji pogonjen isključivo sunčevom svjetlošću može izvući potrebne količine pitke vode iz samog zraka, a uređaj je već uspješno testiran u pustinji Sonora u Arizoni.
Sintetički materijali velikom površinom hvataju molekule vode
Iako to nije prvi uređaj razvijen s namjerom da istiskuje vodu iz atmosfere, uređaj za prikupljanje vode sa Sveučilišta Berkeley čini se mnogo praktičnijim nego što su to drugi sustavi, poput Warka Water te se čini mnogo naprednijim od ostalih koji se trenutno nalaze u užem izboru za Water Abundance Xprize.
Ključni sastojci ovog uređaja su materijali napravljeni od metalnih iona koordiniranih s organskim ligandima (metal-organic frameworks, dalje u tekstu MOF) koji tvore velik broj pora. Ti su sintetički spojevi značajni po svojoj ekstremno velikoj površini koju stvara mnoštvo pora. Na primjer, MOF veličine kockice šećera teoretski može imati površinu veličine šest nogometnih terena. To ih čini idealnim za zarobljavanje i pohranjivanje molekula iz zraka.
U ovom slučaju, molekule koje bi pohranjivali uređaji bile bi molekule vode, a kako bi ih zarobili, tim istraživača koristio je MOF-801 koji je baziran na cirkoniju. Uređaj sadrži 0,19 kvadratnih metara tog materijala smještenog u kutiju koja se nalazi unutar prozirnog plastičnog spremnika oblika kocke. Služeći se jednostavnim procesom kondenzacije, tijekom 24 sata uređaj može apsorbirati vodu iz zraka, a zatim je otpustiti kako bi se prikupila.
Poklopac kutije ostaje otvoren tijekom noći kada veća vlaga u zraku dopušta česticama MOF-a izvlačenje molekula vode iz zraka. Ujutro se kutija zatvara, a Sunce je zagrijava poput staklenika što čestice MOF-a tjera na otpuštanje molekula vode koje isparavaju. Voda se kondenzira na stijenkama vanjske posude te curi do dna gdje se može sakupiti.
Terensko ispitivanje temelji se na prošlogodišnjim laboratorijskim eksperimentima kada je tim testirao znatno manji prototip koristeći samo dva grama ovog materijala, ali su dobiveni rezulatati bili obećavajući.
Uređaj testiran u pustinji u Arizoni
Za novo testiranje, Berkeley tim je isprobao veći prototip u pustinji Sonora u Arizoni gdje se vlažnost zraka mijenja od 40 % tijekom noći, pa sve do samo 8 % tijekom dana. Iskorištavanjem do 1,2 kg MOF-801, otkrili su da je uređaj u mogućnosti proizvesti 100 ml vode po kilogramu MOF-a, a tim tvrdi da bi se dobivena količina vode mogla udvostručiti korištenjem istoga materijala.
Korištenje drugih materijala moglo bi dugoročno biti i puno bolje rješenje. Istraživači također eksperimentiraju korištenjem MOF-a na bazi aluminija koji, ne samo da je jeftiniji od cirkonija, već može uhvatiti i dvostruko više vode. Buduće verzije ovoga uređaja mogle bi potencijalno proizvoditi više od 400 ml vode po danu po kilogramu MOF-a.
Osiguravanje pitke vode za zajednice u pustinjama
Krajnji je cilj omogućiti zajednicama u zabačenim područjima iskorištavanje vlage u zraku za dobivanje vlastite pitke vode bez potrebe za ikakvim izvorima energije osim Sunca.
„Ne postoji uređaj poput ovoga“, tvrdi Omar Yaghi, glavni istraživač ove studije. „On djeluje pri okolnoj temperaturi uz sunčevu svjetlost te bez ikakvog dodatnog ulaganja energije može prikupiti vodu usred pustinje. Ova pustolovina iz laboratorija u pustinju omogućila nam je da sakupljanje vode pretvorimo iz zanimljivog fenomena u znanost.“
Istraživanje je objavljeno u dnevniku Science Advances. (Anamarija Beljan / Ekovjesnik)