Noua tehnologie recoltează apa potabilă din aer (relativ) uscat folosind doar lumina soarelui

Un nou dispozitiv de dimensiunea unei cani de cafea poate genera apă potabilă din aerul din deșert folosind nimic altceva decât lumina soarelui.

Cu acest tip de dispozitiv, „puteți recolta echivalentul unei cutii de Cola într-o oră”, spune co-creatorul Omar Yaghi, chimist la Universitatea din California, Berkeley. „Aproape de câtă apă are nevoie o persoană pentru a supraviețui în deșert.”

Deși s-ar putea să nu sune prea mult, designerii săi spun că dispozitivul actual este doar un prototip. Dar tehnologia ar putea fi extinsă pentru a furniza apă proaspătă unora dintre cele mai uscate și îndepărtate regiuni ale globului, cum ar fi Orientul Mijlociu și Africa de Nord, spun ei.

Încercările anterioare de colectare a apei cu consum redus de energie s-au luptat să funcționeze sub 50% umiditate relativă (aproximativ umiditatea medie de după-amiază din Augusta, Georgia). Datorită unui material special, noul dispozitiv a extras apă din aer cu o umiditate relativă de până la 20%, raportează Yaghi și colegii săi online pe 13 aprilie în Ştiinţă. Este ca și cum ar fi evocarea apei în Las Vegas, unde umiditatea relativă medie de după-amiază este de 21%.

Aprovizionarea cu apă potabilă nu poate ține pasul cu cerințele în creștere ale unei populații umane în creștere, iar schimbările de precipitații cauzate de schimbările climatice sunt de așteptat să agraveze problema. Deja, două treimi din populația lumii se confruntă cu deficit de apă (SN: 20.8.16, str. 22). O sursă de apă în mare parte neexploatată este atmosfera, care conține umiditate în valoare de peste 5 miliarde de piscine de dimensiuni olimpice sub formă de vapori și picături.

Eliminarea umidității este ușoară atunci când aerul este saturat cu apă. Dar regiunile umede nu sunt acolo unde este problema deficitului de apă, iar extragerea apei din aerul mai uscat în zonele uscate este o provocare mai mare. Materialele spongioase precum silicagelurile pot extrage umiditatea din aer chiar și la umiditate relativă scăzută. Aceste materiale, totuși, fie acumulează apă prea încet, fie necesită multă energie pentru a extrage apa colectată din material.

Noul dispozitiv folosește un material care evită ambele probleme. Inginerul mecanic al MIT Evelyn Wang, Yaghi și colegii au reutilizat un material existent compus din atomi de metal încărcați electric legați de molecule organice. Acest cadru metal-organic, botezat MOF-801, creează o rețea de pori microscopici, asemănători unui burete, care pot capta astfel de gaze precum vaporii de apă. La temperatura camerei, vaporii de apă se adună în pori. Pe măsură ce temperaturile cresc, apa scapă.

Prototipul echipei include un strat de MOF-801 amestecat cu spumă de cupru. Lăsat la umbră, acest strat colectează vaporii de apă din aer. Când este mutat în lumina directă a soarelui, stratul se încălzește și vaporii de apă scapă într-o cameră subiacentă. Un condensator din cameră răcește vaporii, transformându-i într-un lichid potabil. Întregul proces durează aproximativ două ore.

Testele de laborator ale dispozitivului au recoltat 2,8 litri de apă pe zi pentru fiecare kilogram de MOF-801 utilizat. Așa cum este acum, dispozitivul ar putea fi folosit ca sursă de apă personală în regiunile uscate fără infrastructură de producere a apei, spune Yaghi, sau sistemul ar putea fi extins pentru a produce suficientă apă pentru o întreagă comunitate.

Capacitatea dispozitivului de a produce apă la umiditate relativă scăzută este o descoperire, spune Krista Walton, inginer chimist la Georgia Tech din Atlanta. „Nimeni altcineva nu folosește astfel de MOF astăzi”, spune ea.

În ceea ce privește costul extinderii, ingredientele utilizate în cadrul metal-organic al dispozitivului „nu sunt exotice”, spune Walton. Producerea unor cantități mari de material „ar fi cu siguranță posibilă dacă cererea ar exista”.


Nota editorului: această poveste a fost actualizată la 11 mai 2017, pentru a clarifica un citat despre dispozitiv.