Физики создали гаджет, способный извлекать воду из воздуха пустынь
«Когда мы представили этот материал год назад, наши коллеги высказали массу сомнений насчет того, что такое устройство будет работать на практике. Мы провели полевые испытания и проверили каждую претензию, которая была озвучена за минувшие месяцы», — рассказывает Эвелин Вонг (Evelyn Wong), физик из Массачусетского технологического института (США).
Год назад Вонг и ее коллеги представили публике необычный прибор, способный извлекать пары воды из воздуха, используя тепло и свет Солнца, и накапливать ее внутри пористого материала, так называемого металл-органического каркаса. Подобные материалы используются сегодня для очистки воздуха от паров различных газов и ускорения реакций.
Как обнаружили тогда ученые, подобные конструкции, собранные из молекул средства для удаления накипи и атомов циркония, активно поглощают не водород или улекислоту, а пары воды. Руководствуясь этой идеей, инженеры из MIT создали простейший «генератор воды». Работает он очень просто — «песок» из частиц МОК поглощает воду из воздуха, а свет Солнца заставляет пары воды покинуть их и сконденсироваться в сосуде, подключенном к этому опреснителю.
Эта идея, как отмечает Вонг, привлекла огромное внимание со стороны прессы, и вызвала массу критики от других ученых, считавших, что подобный прибор не сможет извлекать воду из сухого воздуха пустыни, как об этом заявляли его создатели.
Инженеры и физики из MIT решили ответить «скептикам», проведя еще один эксперимент, на этот раз уже с более крупной установкой, которой мог бы пользоваться теоретический житель пустыни или «фермеры-влагодобытчики», подобные семье Люка Скайуокера из «Звездных войн», снабжающие водой всю округу.
Собрав подобный прибор, ученые установили его на крыше университета Аризоны в Темпе, где господствовал «пустынный» уровень влажности — около 10−20%, и высокий уровень солнечного освещения. За день такое устройство производило около 250 грамм воды, если в него было загружено около килограмма «песка».
Для достижения столь неплохих показателей, по словам физиков, им пришлось усовершенствовать конструкцию прибора, поменяв его таким образом, что свет и тепло Солнца прогревали частицы МОК до температуры примерно в 70 градусов Цельсия. Модификации в структуре самого «песка», как отмечает Вонг, помогут утроить его производительность и повысить КПД до 30−40%.
Сама вода, которую производило это устройство, не содержала в себе ионов циркония, молекул средства для удаления накипи и других примесей, и была абсолютно чистой и пригодной для питья. Как надеются ученые, их разработка поможет решить проблему с обеспечением населения Земли чистой водой уже в ближайшие годы.
Статья опубликована в журнале Nature Communications.
