Denne luftfugtighedsfordøler indånder atmosfærisk vand og udånder energi

Integrering af en super fugtabsorberende gel med lysaktive materialer, forskere i Singapore har udviklet en luftfugtighedsbeholder til tørring af den omgivende luft, mens den genererer energi. Metoden, præsenteret 20. november i tidsskriftet Joule , er et grønt alternativ til klimaanlæg med et trick - at trække vand ud af den tynde luft.

Ligesom planter, kunstige fotosyntetiske anordninger, også kendt som fotoelektrokemiske (PEC) systemer, fodre med lys og vand for at generere energi. Dette fænomen inspirerede forskerne til at integrere lysaktive materialer og superhygroskopiske hydrogeler. Hydrogelerne baseret på zink og kobolt kan høste mere end fire gange deres vægt af vand fra fugtig luft. Fugtighedsbeholderen kan reducere den relative luftfugtighed med 12 procent og generere en lav strøm under omgivende lys.

"Mange mennesker siger, at Singapore er varmt, men faktisk, det er slet ikke så varmt. Folk føler sig varmere på grund af relativ luftfugtighed, da det kan påvirke, hvordan vi opfatter temperatur, "siger seniorforfatter Swee Ching Tan fra Institut for Materialevidenskab og Teknik, National University of Singapore. "Det fik mig til at tænke, hvad hvis jeg kan opfinde noget, der høster vand fra vores omgivende luft og, på samme tid, reducerer relativ fugtighed og giver vand eller energi? "

Forskergruppen i Singapore kom med en luftfugtighedsbeholder, der består af en fugt-sulten hydrogel, katode, fotoanode, og en solcelle. Ligesom batterier, det genererer strøm fra atmosfærisk luftfugtighed i stedet for en elektrolyt. Fotoanoderne, fungerer som foto-elektrokatalysator, oxidere det absorberede vand i nærvær af lys til splittet vand og producere energi. Hydrogelen fylder konstant systemet op med vand, der trækkes ud af luften for at opretholde energiproduktionsprocessen. Enheden genererer elektricitet, mens rummet affugter.

"Anden generations kobolthydrogel, som vi udviklede, absorberer fugt hurtigere end nogen kommercielt tilgængelige tørremidler på markedet. Vi har udført et forsøg ved at placere hydrogel i en æske, og den relative luftfugtighed faldt til omkring 30-35 procent lavere end den ydre omgivelse, "siger Tan." Vi lagde hånden i tørkassen; det føltes som et køleskab. Det er så koldt inde i kassen, fordi det er så tørt. "Tan mener, at luftfugtighedsbeholderen er en mulig erstatning for klimaanlæg, når den er parret med en blæser.

Selvom et af forskerholdets mål er at generere energi, enheden udsender en fotostrøm på ca. 0,4 mA/cm2, som er relativt lav. Imidlertid, sammenlignet med kommercielle klimaanlæg, luftfugtighedsbeholderen kan forbedre termisk komfort med betydeligt mindre energitilførsel. Selv skalering af enheden til kommercielle standarder, det bliver lettere at installere, er bærbar, og driftsomkostningerne vil kun være en brøkdel af et klimaanlæg.

"Det er en almindelig opfattelse, at luftfugtighed kun påvirker ækvatoriale eller tropiske lande. Men mennesker fra Europa er også lige så påvirket af høje fugtighedsniveauer på grund af tilhørende vandkondensationsproblemer. Høj luftfugtighed får deres hjem til at mugne." Fugtighedsbeholderen har en rigelig anvendelse, der fordobles som affugter og udkonkurrerer kommercielle tørremidler.

"Verdens befolkning stiger, og folk bruger generelt mange penge på klimaanlæg for at opretholde tilstrækkelig termisk komfort. Det stigende behov for klimaanlæg for at køle os ned resulterer også i øget energiforbrug. Denne enhed, når den er forbundet med en blæser, kan hjælpe med at reducere relativ luftfugtighed og derved forbedre termisk komfort og reducere afhængigheden af ​​klimaanlæg. Dette kan føre til potentiel energi og monetære fordele. "