Sản xuất nước không khí khô là một thực tế

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Các nhà vật lý tại Đại học Berkeley và Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã tạo ra một thiết bị có thể chiết xuất nước từ không khí khô của California và các khu vực khô cằn khác trên thế giới chỉ bằng năng lượng của Mặt trời, theo một bài báo đăng trên tạp chí tạp chí Khoa học.

"Ước mơ của chúng tôi là tạo ra những ngôi nhà hoàn toàn khép kín có thể được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời này. Thử nghiệm của chúng tôi đã biến điều này thành hiện thực. Bạn có thể nói rằng chúng tôi đã thực hiện một bước để tạo ra nước 'cá nhân hóa'", Omar Yaghi) từ Đại học của California tại Berkeley (Hoa Kỳ).

Vấn đề tiếp cận nguồn nước ngày càng trở nên gay gắt đối với Trái đất - theo ước tính của Liên hợp quốc, đến năm 2025, nó sẽ ảnh hưởng đến hơn 14% cư dân trên thế giới. Ngày nay, có hàng chục phương pháp và công nghệ khử muối trong nước biển, một số trong số đó thậm chí còn được sử dụng trên quy mô công nghiệp ở các nước Ả Rập giàu có.

Tất cả các kỹ thuật khử muối này đều có hai nhược điểm chính - chúng quá đắt và tốn nhiều năng lượng, hoặc hệ thống xử lý nhanh chóng bị tắc nghẽn và không thể sử dụng được. Tất cả điều này làm cho việc khử muối trở nên vô nghĩa theo quan điểm kinh tế.

Yagi và các đồng nghiệp của ông đề xuất một phương pháp thay thế để lấy nước sạch, thực hiện một ý tưởng mà trước đây chỉ có trong các trang tiểu thuyết và phim khoa học viễn tưởng. Họ đã cố gắng tạo ra một hệ thống chiết xuất nước từ không khí bằng cách sử dụng cái gọi là giá thể kim loại-hữu cơ (MOF).

MOC là vật liệu cao phân tử phức tạp có cấu trúc tương tự như tổ ong và có độ xốp và độ bền rất cao. Ngày nay chúng được sử dụng để tạo ra các bộ lọc có khả năng thu giữ carbon dioxide hoặc hydro và giữ lại một lượng lớn các khí này.

Yagi, một trong những người tiên phong của IOC, đã phát hiện ra hai năm trước rằng một vật liệu tương tự bao gồm zirconi và axit adipic, một chất tẩy cặn, không hấp thụ hydro, mêtan hoặc các loại khí khác, mà là các phân tử nước. Điều này đã cho anh ta ý tưởng rằng khung có thể được sử dụng để lấy nước từ không khí.

Với ý tưởng này, anh ấy đã hợp tác với các kỹ sư tại MIT, và họ đã cùng nhau tạo ra một chiếc “máy tạo nước” khá đơn giản và rẻ tiền. Nó hoạt động cực kỳ nguyên thủy - "cát" của các hạt IOC hút nước từ không khí, ánh sáng và sức nóng của Mặt trời, được một hệ thống gương hướng vào nó, làm cho hơi nước rời khỏi chúng và ngưng tụ trong một bình kết nối với quá trình khử muối này. thực vật.

Một thiết bị như vậy, chứa một kg IOC, có thể tạo ra khoảng ba lít nước trong nửa ngày, ngay cả từ không khí khá khô với độ ẩm 20-30%. Về nguyên tắc, điều này là đủ để cung cấp cho một người lượng nước uống cần thiết mỗi ngày.

Theo Yagi, cấu trúc của IOC có thể được tối ưu hóa, và nó sẽ hấp thụ lượng nước gấp đôi so với hiện tại. Các nhà khoa học hy vọng rằng vật liệu này và các phiên bản mới của nó, cũng như các máy phát điện "công nghiệp" thổi khí dưới áp suất, sẽ giúp giải quyết vấn đề tiếp cận nước sạch ở những nơi khô hạn nhất trên thế giới.