I felttest, enheden høster vand fra ørkenluften

Det ser ud til at få noget for ingenting, men du kan virkelig få drikkevand lige ud af den tørreste af ørkenluft.

Selv på de mest tørre steder på Jorden, der er lidt fugt i luften, og en praktisk måde at udtrække, at fugt kan være en nøgle til overlevelse på sådanne knogletørre steder. Nu, forskere ved MIT har bevist, at et sådant ekstraktionssystem kan fungere.

Den nye enhed, baseret på et koncept, som teamet først foreslog sidste år, er nu blevet testet i felten i den meget tørre luft i Tempe, Arizona, bekræfter potentialet i den nye metode, selvom der er meget arbejde tilbage med at skalere processen, siger forskerne.

Det nye arbejde er rapporteret i dag i journalen Naturkommunikation og indeholder nogle væsentlige forbedringer i forhold til det oprindelige koncept, der blev beskrevet sidste år i et papir i Science, siger Evelyn Wang, Gail E. Kendall Professor i Institut for Maskinteknik, der var seniorforfatter til begge papirer. MIT postdoc Sameer Rao og tidligere kandidatstuderende Hyunho Kim SM '14, PhD '18 var hovedforfattere af det seneste papir, sammen med fire andre på MIT og University of California i Berkeley.

Sidste års papir vakte stor opmærksomhed, Siger Wang. "Det fik en masse hype, og lidt kritik, siger hun. Nu, "alle de spørgsmål, der blev rejst fra sidste gang, blev eksplicit demonstreret i dette papir. Vi har valideret disse punkter."

Systemet, baseret på relativt nye materialer med højt overfladeareal kaldet metal-organiske rammer (MOF'er), kan udtrække drikkevand fra selv den tørreste af ørkenluft, siger forskerne, med relativ luftfugtighed så lav som 10 procent. Nuværende metoder til udvinding af vand fra luft kræver meget højere niveauer - 100 procent fugtighed til tågehøstningsmetoder, og over 50 procent til dughøstning af kølebaserede systemer, som også kræver store mængder energi til køling. Så det nye system kan muligvis fylde et uopfyldt behov for vand, selv i verdens tørreste områder.

Ved at køre en testenhed på en tagterrasse ved Arizona State University i Tempe, Wang siger, holdet "testede på et sted, der var repræsentativt for disse tørre områder, og viste, at vi faktisk kan høste vandet, selv i nul -dugpunkter. "

Testenheden blev udelukkende drevet af sollys, og selvom det var en lille proof-of-concept-enhed, hvis opskaleret dens produktion ville svare til mere end en kvart liter vand pr. dag pr. kg MOF, siger forskerne. Med et optimalt materialevalg, output kan være så høj som tre gange den i den aktuelle version, siger Kim. I modsætning til nogen af ​​de eksisterende metoder til udvinding af vand fra luft ved meget lav luftfugtighed, "med denne tilgang, du kan faktisk gøre det, selv under disse ekstreme forhold, "Siger Wang.

Dette system fungerer ikke kun ved lavere fugtigheder end dughøst gør, siger Rao, men disse systemer kræver pumper og kompressorer, der kan slides, der henviser til, at "dette ikke har bevægelige dele. Det kan betjenes på en helt passiv måde, steder med lav luftfugtighed, men store mængder sollys. "

Mens teamet tidligere havde beskrevet muligheden for at køre systemet passivt, Rao siger, "nu har vi vist, at dette virkelig er muligt." Den nuværende version kan kun fungere over en enkelt nat-og-dag-cyklus med sollys, Kim siger, men "kontinuerlig drift er også mulig ved at udnytte rigelige lavkvalitets varmekilder som f.eks. biomasse og spildvarme."

Det næste trin, Wang siger, er at arbejde på at skalere systemet op og øge dets effektivitet. "Vi håber at have et system, der er i stand til at producere liter vand." Disse små, de indledende testsystemer var kun designet til at producere et par milliliter, at bevise, at konceptet fungerede under virkelige forhold, men hun siger "vi vil se vand strømme ud!" Ideen ville være at producere enheder, der er tilstrækkelige til at levere vand til de enkelte husstande.

Teamet testede vandet, der blev produceret af systemet, og fandt ingen spor af urenheder. Massespektrometertest viste "der er intet fra MOF, der udvaskes i vandet, "Wang siger." Det viser, at materialet faktisk er meget stabilt, og vi kan få vand af høj kvalitet. "