Høste vann fra tørr luft ved hjelp av sollys og litt kjemi

Betydningen av vann må ikke undervurderes. Det er avgjørende for menneskers helse og for mange aspekter av den globale økonomien. Disse inkluderer produksjons- og energiproduksjonssektorene. Mens vann er en grunnleggende nødvendighet, uten hvilken vi ikke kunne overleve, brukes det noen ganger uansvarlig, og dette må endres.

Til tross for å være en uunnværlig ressurs, omtrent to tredjedeler av verdens befolkning står overfor det alvorlige problemet med vannmangel. I tillegg blir omtrent en tredjedel av verdens grunnvannsbasseng uholdbart utarmet. Med minkende grunnvannsforsyning, og et stort antall personer som har sterkt begrenset tilgang til drikkevann, slags inngripen trengs.

Alt er imidlertid ikke tapt, spesielt ikke med Omar Yaghi fra UC Berkeley (University of California, Berkeley) om saken. Hans arbeid med metall-organiske rammer(MOF-er) førte til at han slo seg sammen med Evelyn Wang fra MIT (Massachusetts Institute of Technology) for å opprette en vannoppsamlingssystem, i stand til å operere i tørt klima ved et fuktighetsnivå på bare 20 pr cent.

Metall-organiske rammer

Dette MOF er spesielt dyktig til å fange vannmolekyler under forhold med lav luftfuktighet

MOF krystaller har blitt demonstrert tidligere i andre applikasjoner som fangst av karbondioksid fra eksosgasser og annen kjemisk bruk. Nå er det deres tid til å skinne i området for vannhøsting.

De MOF brukt i Yaghi og Wangs vanninnsamlingsenhet bruker en kombinasjon av zirkonium og adipinsyre. Dette MOF er spesielt dyktig til å fange vannmolekyler under forhold med lav luftfuktighet.

Vannhøsting ved hjelp av metall-organiske rammeverk

Teamets prototype klarte å samle 2,8 liter vann over en 12 timers periode.

For at en vanninnsamlingsanordning skal være levedyktig, bør den kunne fungere effektivt med minimalt energibehov.

Den komplette enheten består av MOF krystaller klemt mellom en solabsorbator og en kondensatorplate.

De MOF krystaller absorberer vann og dette fangede vannet fordampes deretter. Dette gjøres ved hjelp av varmeenergi samlet fra solen av solabsorbatoren. Til slutt kjøler kondensatorplaten ned vanndampen, slik at vanndråper kan samles opp.

Teamets prototype klarte å samle 2,8 liter vann over en 12 timers periode. Det fine med dette systemet er at det ikke vil kreve store infrastrukturelle endringer for å bli implementert. De MOF krystaller er naturlig dyktige til å fange vann, og alt som trengs for å frigjøre vannet er sollys. Dette gjør dette systemet til en utmerket kandidat for bruk i avsidesliggende områder.

I tillegg til å være ypperlig for avsidesliggende områder som trenger vann, kan dette systemet også implementeres i en enda større skala. Tradisjonelle metoder for vanninnsamling og levering involverer massive underjordiske rørleggernettverk. Disse desentraliserte systemene, hvis de er perfeksjonert, kan brukes i stedet i hver husholdning for å dekke vannbehovene våre.

Forbedringer som skal gjøres

Kaghi og Wang jobber iherdig med å forbedre systemet sitt for å høste mer vann.

Selv om dette MOF-vannhøstingssystemet er lovende, har det ennå ikke blitt perfeksjonert. Det er i det minste en lovende prototype som fungerer allerede. Kaghi og Wang jobber iherdig med å forbedre systemet sitt for å høste mer vann.

Kaghi bemerker at for å ha en kontinuerlig tilførsel av vann fra systemet deres, kan det utformes på en slik måte at det suger opp vann om natten og slipper ut vann om dagen. Et annet alternativ er å konfigurere solabsorbatoren til å produsere vanndamp i en raskere hastighet.

For å høre Yaghi selv snakke på enheten, ta en titt på denne videoen, hvor han bryter ned alt enkelt og forklarer det grunnleggende arbeidsprinsippet til enheten sin.

Siste tanker

Yaghi og Wangs vanninnsamlingsanordning er et levedyktig middel for bærekraftig oppsamling av vann som har lavt energibehov. Det er teknologier som dette som kan bidra til å lindre verdens vannproblemer, og det kan gjøre det med minimal miljøpåvirkning.