햇빛과 약간의 화학 작용으로 건조한 공기에서 물 수확하기

물의 중요성을 과소평가해서는 안됩니다. 인간의 건강과 세계 경제의 여러 측면에 필수적입니다. 여기에는 제조 및 에너지 생산 부문이 포함됩니다. 물은 우리가 생존할 수 없는 기본 필수품이지만 때때로 무책임하게 사용되며 이것은 바뀌어야 합니다.

임에도 불구하고 필수 자원, 약 3분의 2 세계 인구의 70%가 물 부족이라는 심각한 문제에 직면해 있습니다. 또한 전 세계 지하수 분지의 약 1/3이 지속 불가능하게 고갈. 지하수 공급이 감소하고 많은 사람들이 식수에 대한 접근이 심각하게 제한됨에 따라 일종의 개입 필요합니다.

그러나 모든 것이 손실되지는 않습니다. 특히 UC 버클리의 오마르 야기 (University of California, Berkeley)의 사례입니다. 금속-유기 프레임워크에 대한 그의 작업(MOF) 그가 MIT(Massachusetts Institute of Technology)의 Evelyn Wang과 협력하여 습도가 20%에 불과한 건조한 기후에서 작동할 수 있는 집수 시스템 센트.

금속-유기 프레임워크

이것 MOF 낮은 습도 조건에서 물 분자를 가두는 데 특히 능숙합니다.

MOF 결정체는 배기 가스에서 이산화탄소를 포집하는 것과 같은 다른 응용 분야 및 기타 화학적 용도에서 이전에 입증되었습니다. 이제 물 수확 분야에서 빛을 발할 때입니다.

NS MOF Yaghi와 Wang의 물 수확 장치에 사용된 것은 지르코늄과 아디프산의 조합을 사용합니다. 이것 MOF 특히 낮은 습도 조건에서 물 분자를 포착하는 데 능숙합니다.

금속-유기 프레임워크의 도움으로 물 수확

팀의 프로토타입은 12시간 동안 2.8리터의 물을 모을 수 있었습니다.

물 수확 장치가 실행 가능하려면 최소한의 에너지 요구 사항으로 효과적으로 작동할 수 있어야 합니다.

완전한 장치는 다음으로 구성됩니다 MOF 태양열 흡수기와 콘덴서 판 사이에 끼인 결정.

NS MOF 결정은 물을 흡수하고 이 갇힌 물은 증발됩니다. 이것은 태양열 흡수 장치에 의해 태양으로부터 수집된 열 에너지를 사용하여 수행됩니다. 마지막으로 응축기 판은 수증기를 식혀 물방울이 모이도록 합니다.

팀의 프로토타입은 12시간 동안 2.8리터의 물을 모을 수 있었습니다. 이 시스템의 장점은 구현하기 위해 주요 인프라 변경이 필요하지 않다는 것입니다. NS MOF 결정체는 자연적으로 물을 가두는 데 능숙하며 물을 방출하는 데 필요한 것은 햇빛뿐입니다. 따라서 이 시스템은 원격 지역에서 사용하기에 매우 적합합니다.

물이 필요한 외딴 지역에 적합할 뿐만 아니라 이 시스템은 훨씬 더 넓은 규모로 구현될 수도 있습니다. 물 수집 및 전달의 전통적인 방법에는 대규모 지하 배관망이 포함됩니다. 이러한 분산 시스템이 완성된다면 모든 가정에서 대신 사용할 수 있는 물 수요를 충족할 수 있습니다.

개선해야 할 사항

Kaghi와 Wang은 더 많은 물을 수확할 수 있도록 시스템을 개선하기 위해 꾸준히 노력하고 있습니다.

이 MOF 물 수확 시스템은 유망하지만 아직 완성되지 않았습니다. 그러나 적어도 유망한 작업 프로토타입이 이미 있습니다. Kaghi와 Wang은 더 많은 물을 수확할 수 있도록 시스템을 개선하기 위해 꾸준히 노력하고 있습니다.

Kaghi는 시스템에서 지속적으로 물을 공급하기 위해 밤에는 물을 빨아들이고 낮에는 물을 방출하는 방식으로 설계할 수 있다고 말합니다. 또 다른 옵션은 더 빠른 속도로 수증기를 생성하도록 태양열 흡수 장치를 구성하는 것입니다.

장치에서 Yaghi가 직접 말하는 것을 들으려면 다음을 참조하십시오. 이 비디오, 그는 모든 것을 간단하게 분해하고 장치의 기본 작동 원리를 설명합니다.

마지막 생각들

Yaghi and Wang의 물 수확 장치는 에너지 요구 사항이 낮은 물을 지속 가능하게 수집하는 실행 가능한 수단입니다. 이와 같은 기술은 세계의 물 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있으며 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.