科學家研發水收集器 可從乾燥沙漠空氣中集水

2021-01-09 環球網

對於人類生活來說,清潔用水至關重要,但不幸的是,一些人無法容易獲得。現在,加利福尼亞大學伯克利分校的研究人員已開發出一種裝置,即使在最乾燥的空氣中也可以收集可飲用的水。

該團隊表示,這種新的水收集器利用每公斤特定吸水材料每天可以生產超過1.3升的水。即使在相對溼度低於40%的情況下也可以這樣做。研究團隊在莫哈韋沙漠對水收集器進行了三天的測試。在此期間,該裝置每千克材料產生0.7升水,即使在最乾燥的一天,收集器也能夠從相對溼度極低的空氣中收集200毫升的水。

水收集器的關鍵部件是一種稱為金屬有機框架(MOF)的材料。它們具有令人難以置信的大表面積,允許來自空氣的大量水分子在室溫下收集並凝結在其中。當這些MOF加熱時,它們可以很容易地再次釋放水。

該設備基本上是一個大型、透明的有機玻璃盒子,裡面裝滿了MOF盒子。環境空氣流過MOF,從中抽出水。然後通過加熱將這些水從MOF中除去,並排出到液體水聚集的冷凝器中。這實際上是團隊創建的第三個水收集器版本。他們分別在2017年和2018年推出第一個和第二個版本。

該團隊表示,這款最新版本的效率是去年版本的10倍,是2017款原型的100倍。這要歸功於一個小型電風扇,可以在MOF上吹出更多空氣,還有一些小型加熱器可以加熱材料以釋放水分。這兩個部件都是通過設備頂部的太陽能電池板收集的能量,並且有電池讓它在一夜之間運行。

由於這種水收集器是完全獨立的,因此對於水資源短缺的農村地區或發展中國家來說可能是完美的。此外,該團隊表示該設備具有可擴展性。該團隊創辦的一家初創公司現在正在測試微波爐大小的版本,據說每天可以生產7到10升的水 - 足夠三個成年人每天可以飲用的水。更大尺寸的冰箱大小的版本每天可以提供200到250升的水,滿足一個家庭的全部用水需求。而研究團隊的最終目標將是一個更大的設備,其每天可以生產20000升的水,以幫助整個村莊。

「我們正在製造超純淨的水,可以在不與水網連接的情況下廣泛使用,」該項目首席研究員Omar Yaghi說道。「這種水的流動性不僅對那些遭受水資源壓力的人來說至關重要,而且還有可能實現更大的目標 - 用水應該是一種人權。」

該研究發表在《ACS Central Science》期刊上。

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