Hvorfor kan vi ikke fremstille vand?

Vand bliver et stadig vigtigere problem i den udviklede verden. Men dette spørgsmål er ikke noget nyt for andre, mindre udviklede nationer. I århundreder, rent drikkevand har været svært at få for mange befolkninger, især de fattige. På nogle områder, vand kan være tilgængeligt, men det er ofte sygdomsramt, og det kan være dødeligt at drikke det. På andre områder, en levedygtig vandforsyning er simpelthen slet ikke tilgængelig.

En rapport fra FN fra 2006 anslår, at så meget som 20 procent af verdens befolkning ikke har adgang til rent drikkevand [kilde:BBC]. Dette får os til at undre os:Hvis vi har brug for det så hårdt, hvorfor kan vi ikke bare klare det?

Vand består af to hydrogenatomer, der er knyttet til et oxygenatom. Dette virker som temmelig grundlæggende kemi, så hvorfor ikke bare smadre dem sammen og løse verdens vandsygdomme? Teoretisk set dette er muligt, men det ville være en ekstremt farlig proces, også.

For at skabe vand, ilt og hydrogenatomer skal være til stede. Det hjælper ikke at blande dem sammen; du er stadig tilbage med bare separate hydrogen- og iltatomer. Banerne i hvert atoms elektroner skal blive forbundet, og for at gøre det skal vi have et pludseligt energibeslag for at få disse generte ting til at koble til.

Da brint er ekstremt brandfarligt og ilt understøtter forbrænding, det ville ikke tage meget at skabe denne kraft. Stort set alt, hvad vi har brug for, er en gnist - ikke engang en flamme - og bom! Vi har vand. Hydrogen- og iltatomernes 'elektroner' baner er blevet forbundet.

Men vi har også en eksplosion og - hvis vores eksperiment var stort nok, en dødelig. Den skæbnesvangre blimp, Hindenburg, blev fyldt med brint for at holde det flydende. Da det nærmede sig New Jersey den 6. maj, 1937, at lande efter en transatlantisk rejse, statisk elektricitet (eller sabotagehandling, ifølge nogle) fik brintet til at gnistre. Når det blandes med det omgivende ilt i luften, brintet eksploderede, indhyllede Hindenburg i en ildkugle, der fuldstændig ødelagde skibet inden for et halvt minut.

Der var, imidlertid, også meget vand skabt af denne eksplosion.

For at skabe nok drikkevand til at opretholde den globale befolkning, en meget farlig og utrolig stor proces ville være påkrævet. Stadig, for over et århundrede siden syntes tanken om en forbrændingsmotor - med dens kontrollerede gentagne eksplosioner - at være farligt gal. Og efterhånden som vandet bliver ringere, processen med at forbinde hydrogenatomer med iltatomer kan blive mere attraktiv, end den er i øjeblikket. Nødvendighed, trods alt, er moder til opfindelsen.

Men der er sikrere måder at skabe vand ud af den blå luft, og projekter til at gøre netop det er allerede i gang. Læs den næste side for at lære om et par gale forskere, der kan ende med at løse verdens forestående vandkrise.

Oprettelse af vand fra tynd luft

Der er vand omkring os hele tiden, vi kan bare ikke se det. Luften i vores atmosfære indeholder en varierende mængde vanddamp, afhængigt af vejret. Når det er varmt og fugtigt, fordampet vand kan udgøre hele 6 procent af den luft, vi indånder. I kulde, tørre dage kan det være så lavt som .07 procent af luftens makeup [kilde:US Department of Energy].

Denne luft er en del af vand cykel , en jordproces. Groft sagt, vand fordamper ud af floder, søer og havet. Det bæres op i atmosfæren, hvor den kan samle sig til skyer (som faktisk bare er ophobninger af vanddamp). Når skyerne når mætningspunktet, der dannes vanddråber, som vi kender som regn. Denne regn løber ud af landet og samler sig i vandområder, hvor hele processen begynder igen.

Problemet er, vandcyklussen går gennem tørre perioder. På grund af dette, nogle opfindere er begyndt at undre sig, hvorfor vente? Hvorfor ikke trække vanddampen lige ud af luften?

En australsk opfinder har gjort netop det. Max Whisson er skaberen af Whisson vindmølle , en maskine, der bruger vindkraft til at opsamle vand ud af atmosfæren. Whisson påpeger overfor Australian Broadcasting Corporation, at vanddampe udgør omkring "10, 000 milliarder liter [omkring 2, 600 milliarder gallon] i de nederste kilometre [omkring .62 miles] luft rundt om i verden "[kilde:ABC]. Hvad mere er, dette vand udskiftes hvert par timer som en del af vandcyklussen.

Whissons vindmølle bruger kølemiddel til at afkøle vingerne på sin mølle, som han hedder Max Water. Disse knive er placeret lodret frem for diagonalt, så selv den mindste brise vender dem. De kølige klinger køler luften, forårsager vanddampen kondensere - blive flydende vand igen. Denne kondens opsamles og opbevares derefter. Whissons vindmølle kan samle op til 2, 600 liter vand fra luften om dagen.

Whisson siger, at hans største udfordring ikke er teknik bag hans opfindelse, men at finde venturekapitalen til at bakke det op - han siger, at folk synes, det er for godt til at være sandt. Dette problem ville lyde bekendt for et par amerikanske opfindere, der har en egen vandfremstilling.

Jonathan Wright og David Richards har skabt en maskine, der ligner Whissons, bortset fra at den ligner en sammenklappelig pull-behind camper mere end den favoriserer en vindmølle. Denne opfindelse - som dens skabere kalder AquaMagic - trækker luft direkte fra området omkring det. Inde i maskinen, luften afkøles via en kølespole. Luften kondenserer, og vandet opsamles, renset, og frigivet gennem en tapp.

AquaMagic -maskinen - som i øjeblikket koster omkring $ 28, 000 pr. Enhed - kan producere op til 120 liter renset vand på 24 timer, og da den er lille, kan den sendes til katastrofer og Afrika syd for Sahara. Men det har også en ulempe:At producere så meget vand, AquaMagic kræver cirka 12 liter dieselolie. Det er her, at Whisson -vindmøllen (som løber omkring $ 43, 000 pr. Enhed) har en klar fordel i forhold til AquaMagic:Den er helt grøn. Den kører udelukkende på vindkraft, kræver ikke fossilt brændstof. Selv kondensatoren løber fra strømmen fra vindmøllens møller.

Apropos miljøet, hvorfor gå på besvær med at samle vand ud af luften? Hvorfor ikke bare få mere regn til at falde? Det lyder måske langt ude, men dette er faktisk gjort - til tider, med katastrofale konsekvenser. Find ud af, hvorfor det måske ikke er en god idé at manipulere vandcyklussen på den næste side.

Cloud Seeding og den britiske katastrofe

HowStuffWorks har diskuteret Kinas plan om at forhindre regn under åbningsceremonierne ved OL i Beijing i 2008. Processen, kaldet sky seedning, virker ved at affyre sølviodid i stormskyer i dagene op til arrangementet. Den kinesiske regering håbede, at den i det væsentlige kunne "opbruge" de eksisterende skyer og sikre klar himmel til ceremonien.

Landet har gjort det i årtier - med positive resultater. Men endnu et forsøg med skyfrøning, på den anden side af den eurasiske landmasse, gik ikke så problemfrit.

Efter Anden Verdenskrig, den britiske regering kiggede stadig på måder at få et ben op over fjendens militære. Nazisterne var kommet tæt på at ødelægge Storbritannien, og Det Forenede Kongerige havde udviklet en smag til forberedelse. Den britiske regering kiggede til himlen efter en fordel. Royal Air Force (RAF) begyndte at eksperimentere med skysåning. Ved at imprægnere skyerne med de partikler, der er nødvendige for at skabe et kraftigt tordenvejr, briterne kunne effektivt forpurre bevægelsen af ​​tropper og endda bogstaveligt talt regne fjendens fremskridt ud. Men sky-såning-projektet gik frygteligt skævt.

Det er ikke, at eksperimenterne med skyfrøning ikke virkede. Det fungerede for godt.

I 2001, British Broadcasting Corporation (BBC) undersøgte rygter om, at RAF havde sået skyerne over England. De fandt frem til førstepersons-konti for nogle af de piloter, der var involveret i en tophemmelig mission kaldet Operation Cumulus. Under denne operation i august 1952, RAF -piloter fløj over skylinjen, tab af nyttelast af tøris, salt og - som kineserne i øjeblikket bruger - sølviodid.

Efter bare 30 minutter, regn begyndte at falde fra de inficerede skyer. I starten RAF -piloterne - kaldet regnmagere af pressen - fejrede angiveligt deres succes. Men inden for ugen begyndte en syndflod. Ved udgangen af ​​måneden, North Devon, et område i England nær stedet for sky-såningsforsøget, oplevet 250 gange den normale mængde nedbør [kilde:BBC].

Den 15. august, 1952, den dag regnen startede, anslået 90 millioner tons vand løb gennem byen Lynmouth på bare en dag [kilde:The Guardian]. Hele træer blev revet op med rødder, danner dæmninger og tillader tidevandet af de to floder, der løber gennem Lynmouth, at vokse endnu stærkere i kraft. Kampesten blev båret af strømmen, ødelægge bygninger og føre beboere i havet. I alt, 35 briter mistede livet den dag som følge af den voldsomme regn. Det britiske forsvarsministerium fastholder, at det ikke havde eksperimenteret med skyfrø før Lynmouth -hændelsen.

Kina og Storbritannien tegner to versioner af det samme billede. På den ene side, den asiatiske nation har med succes oprettet et sky-seedningsprogram. De har formået at generere kunstvanding til tørre dyrkede marker fra den ultimative kilde. Men den britiske katastrofe viser de potentielle resultater af at lege med naturkræfterne.

Og stadig, vi har brug for vand mere end nogensinde. Brug af eksplosioner er ikke levedygtigt til at producere vand i øjeblikket, og AquaMagic og Whissons vindmølle produceres ikke i stor nok skala til at hjælpe med det umiddelbare behov for vand. Vand er en begrænset ressource, og et liv på Jorden kan ikke undvære.

Oprindeligt udgivet:2. nov. 2007

Sådan laver du ofte stillede spørgsmål om vand

Er det muligt at lave vand?

Hvordan dannes vand i naturen?

Er der en maskine, der kan lave vand?

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Videnskabsfakta
• TreeHugger.com:En forklaring på vandcyklussen
• Hvordan kan nogen dø af at drikke for meget vand?
• Kan saltvand brænde biler?
• Hvordan virker omvendt osmose?
• Kan Kina kontrollere vejret?

Flere store links

• U.S. Environmental Protection Agency's vandwebsted
• Verdenssundhedsorganisationens vandsted
• WorldWater.org
• TreeHugger:Vandcyklus

Kilder

• Tæt, Andrea. "Vand fra tynd luft:Australsk opfindelse kunne løse vandproblemer." Australian Broadcasting Corporation. 31. januar, 2007. http://www.abc.net.au/canberra/stories/s1837203.htm
• Kinver, Mærke. Vandpolitik 'fejler verdens fattige'. "BBC. 9. marts, 2006. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4787758.stm
• Mygatt, Elizabeth. "Verdens vandressourcer står over for monteringstryk." Earth Policy Institute. 26. juli kl. 2006. http://www.earth-policy.org/Indicators/Water/2006.htm
• "Regndannende link til dræberflod." BBC. 30. august kl. 2001. http://news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/1516880.stm
• Schirber, Michael. "Hvorfor afsaltning ikke virker (endnu)." 25. juni kl. 2007. LiveScince. http://www.livescience.com/environment/070625_desalination_membranes.html
• Struglinski, Suzanne. "Gør vand ud af luften? Utahn går med strømmen." Deseret Morgenyheder. 30. september kl. 2006. http://deseretnews.com/dn/view/0, 1249, 650195226, 00.html
• Vidal, John og Weinstein, Helen. "RAF Rainmakers 'Caused 1952 Flood'." Værgen. 30. august kl. 2001. http://www.guardian.co.uk/silly/story/0, 10821, 544259, 00.html