Thu hoạch nước từ không khí khô với sự trợ giúp của ánh sáng mặt trời và một số

Tầm quan trọng của nước không được đánh giá thấp. Nó rất cần thiết cho sức khỏe con người và cho nhiều khía cạnh của nền kinh tế toàn cầu. Chúng bao gồm các lĩnh vực sản xuất và sản xuất năng lượng. Mặc dù nước là nhu cầu cơ bản, nhưng không có chúng ta không thể tồn tại, đôi khi nó được sử dụng một cách vô trách nhiệm và điều này phải thay đổi.

Mặc dù là nguồn tài nguyên không thể thiếu, khoảng hai phần ba dân số thế giới phải đối mặt với vấn đề khan hiếm nước nghiêm trọng. Ngoài ra, khoảng một phần ba lưu vực nước ngầm của thế giới đang cạn kiệt không bền vững. Với nguồn cung cấp nước ngầm đang giảm dần, và một số lượng lớn người bị hạn chế nghiêm trọng đối với nước uống, cần có sự can thiệp của các loại.

Tuy nhiên, tất cả không bị mất, đặc biệt là với Omar Yaghi của UC Berkeley (Đại học California, Berkeley) về vụ án. Công việc của ông về khung hữu cơ kim loại (MOF) dẫn đến việc ông hợp tác với Evelyn Wang của MIT (Viện Công nghệ Massachusetts) để tạo ra một hệ thống thu gom nước, có khả năng hoạt động ở vùng khí hậu khô ở mức độ ẩm chỉ 20%.

Khung kim loại hữu cơ

MOF này đặc biệt giỏi trong việc bẫy các phân tử nước trong điều kiện độ ẩm thấp

Các tinh thể MOF đã được chứng minh trước đây trong các ứng dụng khác như thu giữ carbon dioxide từ khí thải và sử dụng hóa chất khác. Bây giờ, đã đến lúc họ tỏa sáng trong khu vực thu hoạch nước.

MOF được sử dụng trong thiết bị thu hoạch nước của Yaghi và Wang sử dụng kết hợp zirconium và axit adipic. MOF này đặc biệt lão luyện trong việc bẫy các phân tử nước trong điều kiện độ ẩm thấp.

Thu hoạch nước với sự trợ giúp của khung kim loại hữu cơ

Nguyên mẫu của đội đã xoay sở để thu thập 2, 8 lít nước trong khoảng thời gian 12 giờ.

Để một thiết bị thu hoạch nước khả thi, nó sẽ có thể hoạt động hiệu quả với các yêu cầu năng lượng tối thiểu.

Thiết bị hoàn chỉnh bao gồm các tinh thể MOF được kẹp giữa một bộ hấp thụ năng lượng mặt trời và một tấm ngưng tụ.

Các tinh thể MOF hấp thụ nước và nước bị giữ lại sau đó bị bốc hơi. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng năng lượng nhiệt thu được từ mặt trời bởi bộ hấp thụ năng lượng mặt trời. Cuối cùng, tấm ngưng tụ, làm mát hơi nước, cho phép các giọt nước được thu thập.

Nguyên mẫu của đội đã xoay sở để thu thập 2, 8 lít nước trong khoảng thời gian 12 giờ. Cái hay của hệ thống này là nó sẽ không yêu cầu thay đổi cơ sở hạ tầng lớn để được thực hiện. Các tinh thể MOF rất giỏi trong việc bẫy nước và tất cả những gì cần thiết để giải phóng nước là ánh sáng mặt trời. Điều này làm cho hệ thống này trở thành một ứng cử viên tuyệt vời để sử dụng ở vùng sâu vùng xa.

Ngoài việc tuyệt vời cho các vùng sâu vùng xa cần nước, hệ thống này còn có thể được triển khai ở quy mô rộng hơn. Các phương pháp thu gom và phân phối nước truyền thống liên quan đến mạng lưới ống nước ngầm khổng lồ. Các hệ thống phi tập trung này, nếu được hoàn thiện, có thể được sử dụng thay thế trong mỗi hộ gia đình để đáp ứng nhu cầu về nước của chúng ta.

Những cải tiến được thực hiện

Kaghi và Wang đang làm việc kiên định để cải thiện hệ thống của họ để thu hoạch nhiều nước hơn.

Hệ thống thu hoạch nước MOF này, mặc dù đầy hứa hẹn, vẫn chưa được hoàn thiện. Tuy nhiên, có ít nhất, một nguyên mẫu làm việc đầy hứa hẹn đã có. Kaghi và Wang đang làm việc kiên định để cải thiện hệ thống của họ để thu hoạch nhiều nước hơn.

Kaghi lưu ý rằng để có một nguồn cung cấp nước liên tục từ hệ thống của họ, nó có thể được thiết kế theo cách để hút nước vào ban đêm và giải phóng nước vào ban ngày. Một lựa chọn khác là cấu hình bộ hấp thụ năng lượng mặt trời để tạo ra hơi nước với tốc độ nhanh hơn.

Để nghe chính Yaghi nói trên thiết bị, hãy xem video này, nơi anh ấy phá vỡ mọi thứ một cách đơn giản và giải thích nguyên tắc làm việc cơ bản của thiết bị của mình.

Suy nghĩ cuối cùng

Thiết bị thu hoạch nước của Yaghi và Wang là một phương tiện hữu hiệu để thu gom nước bền vững, có nhu cầu năng lượng thấp. Chính những công nghệ như thế này có thể giúp giảm bớt tai ương của thế giới và nó có thể làm như vậy với tác động môi trường tối thiểu.