Недостигът на прясна вода е проблем, който засяга близо 2,2 млрд. души по света. Ситуацията се влошава с нарастването на населението на Земята и климатичните промени.  

Най-сериозен е недостигът в сухи райони, острови и крайбрежия без източници на прясна вода.

Едно от решенията на този проблем са новите технологии, които извличат прясна вода от атмосферата.

Публикация в TechExplor информира, че според най-нови изчисления атмосферата съдържа около 13 трилиона тона вода – шест пъти повече от сладката вода в реките на земното кълбо.

Към момента има системи за извличане на вода от атмосферата, използващи слънчева енергия (solar-driven atmospheric water extraction – SAWE). Те обикновено разчитат на абсорбиране на водни пари.

Снимка: ScienceDirect

Когато абсорбиращият материал достигне насищане, системата се затваря и се излага на слънчева светлина, за да започне освобождаването на уловената вода. SAWE са по-добри от метода за пасивното събиране на мъгла и роса, който е непрактичен в географски райони с климатични ограничения.

Но SAWE системите са ограничени в количеството на водата, което могат да извлекат. Те извършват само един цикъл на ден. Тяхното използване е ограничено заради цените за производство и трудната операция с движещите се части.

Тези пречки правят системите сложни и енергоемки и учените се опитват да преодолеят тези проблеми, за да могат новите технологии да помогнат на повече хора, страдащи от недостиг на питейна вода.

Кратък поглед към новата система

 

Наскоро инженери и учени от Саудитска Арабия и Китай създадоха система, която използва слънчева енергия за извличане на вода от атмосферата. Тя има възможност да извлича от всеки квадратен метър, в който оперира, до 3 литра вода дневно. Начинът, по който го постига, е пасивен, без нужда от поддръжка или човешки оператори. Списание Nature Communications публикува изследването и резултатите.

Изследователите са избрали да тестват системата и събраната от нея вода за отглеждане на зеле. Тестовете са успешни през два сезона в Тувал, Саудитска Арабия.

„Целим да приложим тази технология за получаването на вода от въздуха, за да компенсираме нуждите за устойчиво земеделие, необходимо за сигурно производство на храна в Близкия изток“, каза Ю Хан, съавтор от Южнокитайския технологичен университет.

Как работи системата?

За проектирането групата използва структура от множество вертикални микроканали, наречени масови транспортни мостове. Тръбите, поставени в контейнер, се пълнят с течен солен разтвор, който действа като течен абсорбатор. В експериментите е бил използван литиев хлорид.

Снимка: Nature Commnications

В зависимост от разпределението на температурата областта, изложена на околната среда, непрекъснато улавя атмосферната вода и я съхранява. Когато системата получава директна слънчева светлина, абсорберът я преобразува в топлина и генерира концентрирана водна пара във високо температурната зона. Водната пара кондензира върху стената на камерата, произвеждайки прясна вода.

В същото време концентрираната течност в зоната с висока температура се транспортира обратно в областта в контакт с околната среда чрез дифузия и чрез конвекция. Това позволява непрекъснато улавяне на водни пари, докато има слънчева светлина. Абсорберът е направен от частично окислени въглеродни нанотръби върху мембрана от стъклени влакна.

Какви са резултатите?

За да тестват тази иновация в периода на осем дни, системите бяха изложени на осем часа слънчева светлина, последвани от 16 часа тъмнина. А като тест в реалния свят в Саудитска Арабия използваната система е била с площ 13,5 cм на 24 cм – 36 пъти по-голяма от прототипа. Резултатите от тази конфигурация са произведените 2,9 литра на квадратен метър дневно. Резултатите варират в зависимост от получената слънчева енергия и относителната влажност.

Снимка: -

Това количество е четири пъти по-голямо от проект за атмосферна вода от 2021 г. и 27 пъти по-високо от SAWE от 2017 г.

При друг тест, проведен в Папуа Нова Гвинея, извлечената вода се увеличи до 4,6 литра на квадратен метър дневно.

„Забележително е, че събраната вода беше успешно използвана за напояване извън мрежата на Brassica rapa (китайско зеле), демонстрирайки потенциала за градинарство без поддръжка в райони без достъп до течни водоизточници", каза съавтор на изследването от Университета за наука и технологии „Крал Абдула“ в Саудитска Арабия. 

Продължи да четеш