重大突破！MIT「空氣取水」系統產量倍增 大規模應用指日可待

財聯社（上海，編輯 黃君芝）訊，三年前，為解決乾旱地區的水資源短缺問題，麻省理工學院（MIT）研發了一種「空氣取水」的系統，該系統可以利用金屬有機框架材料（MOFs）從乾燥地區的空氣中提取水資源，而且能源來源是太陽能。當地時間10月14日，MIT宣布其終於解決了該系統的產量問題，大規模應用指日可待。

雖然從空氣中提取水資源的技術早就有了，但這些設備的表現取決於空氣的溼度，或者說取決於大氣中水分的含量。傳統的空氣取水裝置要求空氣溼度須在50%以上，還需要製冷、抽水機和壓縮機等設備，這些設備還需要消耗額外的能源並進行維護。而此前麻省理工的發明可以從溼度在20%左右的乾燥空氣中提取水分，而且是依靠太陽能電池板的被動供電。

在此前MIT提出的概念中，空氣會在夜間進入一層MOF材料，而第二天早上，來自太陽的熱量就會將水分以水蒸氣的形式從MOF材料中釋放出來，隨後就是壓縮和收集的過程了。但這種材料價格昂貴且供應有限，而且該系統的水輸出量不足以滿足實際系統的需要。

經過3年時間的不懈努力，研究人員現在表示，如今通過採用解吸和冷凝的「雙層設計」，再加之新吸附材料的使用，該設備的產量已經顯著提高，其可擴展性也得到了極大的提高。據悉，新設計使用了一種叫沸石的吸附材料，取代了MOF。這種材料易於獲得，穩定性好，而且也具有合適的吸附劑性能。

具體而言，新的「雙層設計」巧妙地利用了水在相變時產生的熱量。盒子狀系統頂部的太陽能吸收板收集太陽的熱量，加熱沸石，釋放出該材料在夜間捕獲的水分。蒸汽在集熱板上凝結，這個過程也會釋放熱量。集熱板是一塊銅板，直接位於第二層沸石層的正上方並與之接觸，在該層中，冷凝熱被用來從下一層釋放蒸汽。從這兩層中收集的水滴最終匯集到一個收集槽中。

據悉，新系統的整體生產能力較三年前的早期版本翻了一倍，儘管準確的速率還要取決於當地的溫度變化、太陽通量和溼度水平。此外相比之下，新系統可以在溼度低至20%的情況下工作，除了陽光或其他可用的低等級熱源外，不需要任何能源輸入。

研究人員還表示，關鍵是雙層架構的設計，它的有效性已經被證明，人們可以通過尋找更好的吸附材料，以進一步提高生產率。目前每平方米每天約0.8升水的產量在某些應用中可能已經足夠，但如果通過進一步的微調和材料替換，產量還將進一步提高，這可能會成為大規模的實際應用。

「目前已經有一種材料正在開發中，這種材料的吸附力比這種特殊的沸石大5倍，可能會導致相應的水產量增加。」研究人員補充道。