Obținerea apei din aer folosind absorbanți pe bază de cadre organometalice

Distribuția inegală a rezervelor de apă dulce pe Pământ duce la faptul că nu există o aprovizionare adecvată cu apă dulce în teritorii întinse cu locuințe umane.

Se pare că până și cel mai uscat aer conține apă. O metodă de obținere a apei din aer ar putea rezolva problema deficitului de apă în regiunile aride cel puțin pentru a acoperi nevoile de băut.

Obținerea apei din aer folosind absorbanți pe bază de cadre organometalice

Problema tehnologiilor existente pentru extragerea apei din aer

Astfel de tehnologii există de mai bine de un an, dar problema lor este că funcționează eficient numai în condiții de umiditate ridicată. Și, așa cum sugerează logica, prezența umidității ridicate se datorează prezenței surselor sale, sub formă de rezervoare, precipitații abundente. Deși nu întotdeauna aceste rezervoare cu apă proaspătă. Umiditatea crescută a aerului se poate forma în timpul condensării în apropierea coastei mării. Și pentru a-l colecta într-o formă nouă, este încă necesar să se aplice una sau alta tehnologie pentru colectarea sa folosind surse de energie. Ce se întâmplă dacă nu există surse de electricitate?

De pe litoral, să ne întoarcem în regiunile aride cu un procent scăzut de umiditate. Utilizarea luminii solare ca sursă de electricitate a făcut posibilă asigurarea funcționării sistemelor speciale absorbite dezvoltate ca parte a unui proiect comun al oamenilor de știință de la Universitatea din California la Berkeley și Institutul de Tehnologie din Massachusetts. În viitor, această tehnologie va permite extragerea apei din aer în regiunile cele mai uscate în absența liniilor electrice și va furniza apă potabilă unei treimi din populația lumii care trăiește în pragul supraviețuirii.

Sistemele existente pentru obținerea apei din aer utilizează elemente absorbante. De exemplu, absorbanții precum zeoliții utilizați în umidificatoarele de aer pot absorbi vaporii de apă din aerul cu umiditate ridicată. În plus, pentru a asigura un astfel de proces, este necesar să se mențină o temperatură ridicată, ceea ce implică costuri semnificative pentru electricitate.

Ce se oferă în dezvoltarea inovatoare?

Actuala dezvoltare inovatoare pentru extragerea apei din aer se bazează pe absorbanți pe bază de cadre metalico-organice (prescurtat ca MOF) sub formă de cristale poroase, care au fost create în urmă cu câțiva ani de către omul de știință chimist Omar Yaghi. La Universitatea din California, el, împreună cu colegii săi, a reușit în procesul de selectare a combinațiilor necesare de compuși organici și metale pentru a stabili funcționalitatea fiecărui cadru organometalic.

Ce se oferă în dezvoltarea inovatoare

Pe lângă funcționalitatea lor versatilă, MOF-urile au o structură super-poroasă, a cărei suprafață a porilor este de zeci de ori mai mare decât cele ale zeolitului.

Dacă comparăm dimensiunea zonei din interiorul cristalului MOF cântărind 1 gram și dimensiunea unui cub de alcool uscat, atunci acesta va fi aproximativ egal cu aria a douăzeci de terenuri de volei.

Prototipul creat al dispozitivului folosește un element numit MOF-801 sau fumarat de zirconiu, care „trage” în mod activ apă peste sine, care este capabilă să absoarbă volume mari de umiditate din aer în interiorul porilor uriași ai cadrului organometalic, apa din care, sub influența căldurii scăzute din soare, trece în colector.

Dezvoltatorii susțin că utilizarea zilnică a acestui dispozitiv utilizează un MOF-801 cu o greutate de 1 kg. puteți obține aproape 3 litri de apă. Această cantitate experimentală de apă a fost obținută în condiții de umiditate de 20%, care prevalează în zonele deșertice. Sarcina actuală a oamenilor de știință este de a reduce costul procesului, deoarece materia primă zirconiu este utilizată pentru a crea un absorbant, al cărui cost pe piață este de aproximativ 1000 de ruble pe 1 kg.

Produse gata de utilizare pentru obținerea apei din aer pe piață

Tânăra companie Zero Mass Water a început deja să-și vândă instalația cu produsul său pentru extragerea apei din aer. Sistemul lor este complet autonom și nu necesită o sursă de alimentare externă.

Instalatie pentru obtinerea apei din aer prin apa de masa zero

Un panou solar acționează ca o sursă de energie electrică, care furnizează electricitate unui ventilator care suflă aer către panouri speciale higroscopice care acumulează apă cu condensare ulterioară într-un recipient.

În paralel, panoul solar încarcă bateriile, a căror încărcare este necesară pentru a menține ventilatoarele să lucreze noaptea.

Productivitatea modulului de la Zero Mass Water este de la 2,5 la 3 litri de apă pe zi atunci când este echipat cu un panou solar.

Apa acumulată este stocată într-un rezervor de 30 litri. În timpul condensării, apa este lipsită de minerale utile organismului viu, prin urmare se adaugă magneziu și calciu la compoziția sa.

În timpul dezvoltării fabricii, fondatorul companiei Kod Friesen a respectat criterii precum ușurința instalării și întreținerea acesteia în orice parte aridă a lumii. Costul său în acest moment este de 3.700 de dolari. Mai mult, o zecime din costuri vizează acoperirea costurilor de instalare în locurile în care nu există surse de alimentare cu apă. Fabrica funcționează deja cu succes în mai multe țări, cum ar fi: Mexic, Iordania, Emiratele Arabe Unite și Liban.

Copyright © | 2021