最近のフィールドテストでは、MITの研究者は 実績のある 彼らの新しいデバイスが実際に砂漠の空気から水を引き出すことができるということです。

この新しいデバイスは、太陽光で駆動され、研究者が技術を拡張すると、世界中の暑い乾燥した気候と干ばつに苦しんでいる地域に神の恩恵をもたらします。

研究はジャーナルに発表されています ネイチャー·コミュニケーションズ.

この新しいデバイスは、 導入された昨年、 どれが またカバーされた TUNによる。  

「昨年の概念実証デモで達成した進歩は、砂漠ベースの小規模プロトタイプのテストであり、吸着ベースの水回収システムが最も実用的であると考えています」と、元MIT大学院生のキム・ヒョンホは述べています。そして、研究の共著者。

「さらに、効率を向上させて運用できるように設計をいくつか改善しました」と彼は続けました。

「慎重な設計と最適化により、乾燥ベースでの露点下での使用に適したデバイスを開発しました。このデバイスでは、冷蔵ベースの結露サイクルなどの競合/商業的に成熟した技術は実行できません。」

デバイス

新しいデバイスでは 有機金属骨格（MOF）と呼ばれる比較的新しい高表面積材料 空気から水分子を吸収し、日光がそれを加熱する日に蒸気に変わります。 水蒸気がMOFを逃げると、蒸気は隣接するアクリル容器に送られ、そこで凝縮器が水滴を集めてコレクタ.

調査

研究チームは、デバイスが動作することを意図した乾燥地域を代表するテンペのアリゾナ州立大学の屋上で、新しいデバイスをテストし、現実の条件下で実際に水を収穫できることを証明しました。

研究者によると、新しいデバイスは10パーセントの相対湿度でも飲料水を抽出することができるため、非常に乾燥した砂漠の空気でも機能します。

他の現在の方法は空気から水を抽出するためにより高いレベルの湿度を必要とするため、このような低い湿度レベルで動作するデバイスの能力は注目に値します。 たとえば、霧の収穫方法には100パーセントの湿度が必要ですが、露を収集する冷凍ベースのシステムには50パーセント以上の湿度が必要です。 さらに、後者は冷却のためのエネルギーに大きく依存しており、故障する可能性のあるポンプとコンプレッサーによって動作します。  

対照的に、MITの新しいデバイスは日光だけで動作するため、日光が十分にある限りどこでも使用できます。 デバイスは受動的にも機能するため、破損する部品はありません。

また、この装置によって生成された不純物のない水の質量分析計試験も実施した。

「[T] MOFから水に浸出するものは何もありません」 イブリン・ワングMITの機械工学科のGail E. Kendall教授と両論文の上級著者は、声明で述べている。

「材料は確かに非常に安定しており、高品質の水を得ることができます。」

潜在力

彼らのフィールドテストでは、研究者は、日照のある1日の夜間のサイクルに限られた小さな概念実証装置を使用しました。 しかし、バイオマスや廃熱などの他の持続可能な低品位熱源を使用することで、 Sameer Rao、MIT postdocと共同研究の著者.

「吸着剤ベースの水回収サイクルの動作は、熱エネルギーによって促進されます」とラオは述べています。

「そう、はい、水の生産は廃熱またはバイオマスによって駆動され、太陽熱エネルギーに制限されません。」

研究者は、概念実証装置がスケールアップされれば、MOFの1キログラムあたり1日当たり4・5リットル以上の水を生成するとも信じている。 Kim氏は、より最適な材料を使用することで、生産量を3倍に増やすことができる、と述べた。

Wang氏は、次のステップとして、システムの拡張と効率の向上に取り組むことにしている、と声明で述べている。

「私たちは、リットルの水を生産できるシステムを持ちたいと思っています」と彼女は続けた。

概念実証デバイスは、わずか数ミリメートルの水を生成するように設計されていますが、実世界で機能することを証明するために、彼らの目標は「水が流れ出すのを見ることです」と説明しました。

「現在、大規模なプロトタイプの開発に取り組んでいます。これは、遠隔地や乾燥地の家族の飲料水のニーズを維持できるものです」とWang氏は述べています。

"がある 確かに興味深い質問に答えて運用効率を高め、同時にアプローチのスケーラビリティを実証するために取り組んでいます。」

規模が拡大すると、この技術は南カリフォルニアなどの水不足に苦しむ乾燥した地域での重要なリソースになります。

いくつかの国では、女の子と女性を連れて行くことができます 1日数時間 家庭のニーズに合わせて水を取り入れるだけで、この技術は時間を無駄にし、女の子は学校に行くことができ、女性は家族と質の高い時間を過ごすことができます。

「科学者やエンジニアとしてこのような技術に取り組み、本格的なデバイスの実現に近づき、地元の水不足に対処できるようにする開発を行うことは、本当にやりがいのあることです」とキムとラオは言いました。