Вода из воздуха: Ученые из США и Южной Кореи разработали уникальную установку

Вода из воздуха: Ученые из США и Южной Кореи разработали уникальную установку
Владимир Медяник

Владимир Медяник

октябрь 15, 2020

Ученые из США и Южной Кореи разработали прототип установки, способной вырабатывать воду из воздуха при невысокой влажности. Разработку описали в журнале Joule во вторник, 13 октября, передает Корреспондент.

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) три года назад создали концепцию системы, которая, используя суточные перепады температур, собирала ночью влагу на поверхности адсорбирующего материала. На следующий день, когда материал нагревался солнечным светом, вода выходила из структуры адсорбента, конденсируясь на нижней теневой стороне сборной пластины.

Сначала в качестве адсорбента ученые использовали металлоорганические каркасы — дорогие и не очень производительные. В новом варианте установки используется природный адсорбирующий материал цеолит — микропористый алюмофосфат железа. Он широко доступен, стабилен и высокоэффективен.

Система также стала двухступенчатой — разработчики добавили вторую стадию десорбции и конденсации. Батарея собирает солнечное тепло на поверхности системы и нагревает цеолит, который отдает влагу, накопленную за ночь, в виде пара. Пар конденсируется на медной пластине коллектора, расположенной над вторым слоем цеолита. И при этом также выделяется тепло, которое используется для высвобождения водяного пара из второго цеолитового слоя. Капли воды, собранные с обоих слоев, направляются в резервуар.

Установка позволяет выработать около 0,8 литра воды на квадратный метр в день, что вдвое больше по сравнению с более ранней версией. Точные показатели зависят от местных колебаний температуры, солнечного потока и влажности. Авторы отмечают, что во время испытаний прототипа на крыше MIT показатели были существенно выше, но даже плановой производительности, по их мнению, достаточно, чтобы обеспечить питьевой водой несколько человек в отдаленных засушливых районах с ограниченным доступом к электричеству.

Отметим, что существующие сейчас системы сбора воды из тумана и росы работают только в условиях высокой влажности — не менее 50 процентов — и очень энергоемкие, так как требуют постоянного охлаждения конденсационных поверхностей. Новая же установка может работать даже в сухих регионах, используя лишь тепло солнца или другого природного источника.