Καινοτόμα ηλιακή συσκευή συλλέγει νερό από τον αέρα και χωρίς υγρασία (εικόνα)

Επανάσταση στο σύστημα ύδρευσης θα μπορούσε να φέρει μελλοντικά μια καινοτόμα συσκευή που συλλέγει νερό από τον αέρα.Λειτουργεί με ηλιακή ενέργεια ακόμα και σε συνθήκες έλλειψης υγρασίας.

Στο μέλλον – και μάλιστα στο κοντινό – δεν αποκλείεται να συλλέγουμε νερό από τον… αέρα μέσω μιας συσκευής που θα λειτουργεί αποκλειστικά από ηλιακή ενέργεια, ακόμη και αν το κλίμα είναι πολύ ξηρό ή ακόμη και έρημος.

Η εν λόγω συσκευή που έχει την ικανότητα να αντλήσει από τον αέρα αρκετά λίτρα νερού

κάθε μέρα, ακόμη και αν η υγρασία δεν ξεπερνά το 20% δημιουργήθηκε από τους επιστήμονες των πανεπιστημίων ΜΙΤ (Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών) και Καλιφόρνια-Μπέρκλεϊ (Τμήμα Χημείας), με επικεφαλής τον καθηγητή χημείας Ομάρ Γιαγκί, οι οποίοι χρησιμοποίησαν ένα ειδικό υλικό, που αποκαλείται «μεταλλο-οργανικό πλαίσιο» (metal-organic framework – MOF).

Με υγρασία 20% έως 30% στο περιβάλλον, η συσκευή παράγει σχεδόν τρία λίτρα νερού από τον αέρα σε διάστημα 12 ωρών, χρησιμοποιώντας ένα κιλό από το υλικό MOF. Δοκιμές που έγιναν στις στέγες κτιρίων, επιβεβαίωσαν ότι η συσκευή δουλεύει σε πραγματικές συνθήκες. Μέχρι σήμερα, οι συλλέκτες νερού μπορούσαν να δουλέψουν είτε μόνο σε συνθήκες μεγάλης υγρασίας, είτε με μεγάλη κατανάλωση ηλεκτρισμού.

Πώς λειτουργεί

Το 2014 οι ερευνητές του ΜΙΤ και του Μπέρκλεϊ συνέθεσαν το πρώτο υλικό από μέταλλο ζιρκόνιο και αδιπικό οξύ, με την ονομασία MOF-801, που δεσμεύει χημικά τους υδρατμούς. Αμέσως προχώρησαν να το αναπτύξουν σε ένα κανονικό σύστημα συλλογής νερού από την ατμόσφαιρα.

Η νέα συσκευή χρησιμοποιεί περίπου ένα κιλό κρυστάλλους MOF, μεγέθους σκόνης ο καθένας, που είναι συμπιεσμένοι ανάμεσα σε έναν συλλέκτη ηλιακής ενέργειας και σε μια πλακέτα συμπύκνωσης των υδρατμών σε νερό.

Καθώς ο αέρας εισχωρεί στο πορώδες υλικό MOF, τα μόρια του νερού δεσμεύονται στην εσωτερική επιφάνειά του. Στη συνέχεια, το φως του ήλιου θερμαίνει το υλικό και οδηγεί τους δεσμευμένους υδρατμούς στην πλάκα συμπύκνωσης, όπου μετατρέπονται σε υγρό νερό, το οποίο τελικά συλλέγεται σταγόνα-σταγόνα σε ένα ξεχωριστό θάλαμο.

Η τεχνολογία έχει μεγάλα περιθώρια βελτίωσης. Σήμερα το χρησιμοποιούμενο υλικό MOF μπορεί να απορροφήσει μόνο το 20% του βάρους του σε νερό, αλλά με χρήση άλλων υλικών το ποσοστό θα μπορούσε πιθανώς να αυξηθεί στο 40% ή και παραπάνω.

«Για να έχει κανείς τρεχούμενο νερό συνεχώς, θα μπορούσε να σχεδιάσει ένα σύστημα που απορροφά την υγρασία στη διάρκεια της νύχτας και την μετατρέπει σε υγρό νερό στη διάρκεια της μέρας με το φως του ήλιου», δήλωσε ο Γιαγκί.

«Ακόμη κι αν κανείς βρίσκεται αποκομμένος κάπου στην έρημο, θα μπορεί να επιβιώσει χάρη σε αυτή τη συσκευή. Ένας άνθρωπος χρειάζεται τουλάχιστον ένα μπουκαλάκι νερού τη μέρα, κάτι που με αυτό το σύστημα μπορεί να το συλλέξει μέσα σε λιγότερο από μια ώρα», πρόσθεσε.

Το σύστημα συλλογής νερού να είναι ακόμη ακριβό το χρησιμοποιούμενο μέταλλο ζιρκόνιο, κοστίζει 150 δολάρια το κιλό.

Η καινοτόμα έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science.

(ΑΠΕ-ΜΠΕ)