Вчені з Університету Стенфорда розробили інноваційний гель, який здатен збирати питну воду безпосередньо з повітря. Ця технологія може стати справжнім порятунком для регіонів, що страждають від нестачі води, особливо в умовах глобальних змін клімату та посухи. Гель працює на основі спеціальної композиції матеріалів, які активно поглинають вологу з навколишнього середовища. Коли температура падає вночі або підвищується внаслідок сонячного нагрівання вдень
Підписуйтеся на нас вГугл Новини, а також читайте вТелеграміФейсбук
«Є багато людей, які не мають доступу до води або змушені йти сотні годин на рік, щоб її здобути», — говорить Карлос Діас-Марін зі Стенфорду. Він знайшов несподіване рішення: матеріал, що буквально «виловлює» питну воду з вологи в повітрі, використовуючи лише сонячне тепло.Як повідомляє TechXploreз посиланням на Stanford Doerr School of Sustainability, нова публікація вNature Communicationsописуєгідрогель, що витримав понад190 циклівзбирання і вивільнення води — у шість разів довше за попередні аналоги — і може виробляти питну воду майже будь-де на планеті. Ключ до довговічності виявився несподіваним:антикорозійне покриття металу.
Запаси прісної води на Землі скорочуються— і вже зараз кожна шоста людина живе в регіонах з гострою нестачею питної води. Але атмосфера Землі містить12,9 трильйона тоннпрісної води у вигляді пари — більше, ніж у всіх озерах планети разом. Її «вловлювання» є технічно можливим — але до цього матеріали були або дорогими (МОФ на основі цирконію), або деградували надто швидко.
Гігроскопічні гелі— матеріали на основі солей і полімерів — були відомі і раніше: прості і дешеві, вони поглинають вологу ефективно. Але сіль при циклах зволоження-сушіння повільно «вимивалась» і роз’їдала металеву підкладку, руйнуючи весь пристрій. Стенфордська команда вирішила саме цю «ахіллесову п’яту».
Команда Діас-Маріна виявила несподівано просте вирішення проблеми корозії:антикорозійне покриття металу. Коли вони нанесли його на металеву підкладку, термін служби гелю зріс з ~30 циклів до190+ циклів— стрибок у 6 разів. Фізична стабільність гелю збереглась, сіль перестала вимиватись у руйнівному темпі.
Це є класичним прикладом «ключового інсайту»: проблема не в самому гелі, а в інтерфейсі між гелем і металом. Одна додаткова операція виробництва — нанесення покриття — вирішила завдання, над яким дослідники бились роками.
Простота є ключем. «Є конкретні сценарії застосування, де вам потрібен матеріал, що може виробляти воду майже де завгодно», — говорить Діас-Марін. Більшість регіонів з гострою нестачею води — Близький Схід, Сахель, Центральна Азія — водночас є найсонячнішими місцями планети. Це робить сонячно-гідрогелевий підхід особливо привабливим саме там, де він найбільш потрібний.
Скільки води може виробляти цей гідрогель?Точна продуктивність нового матеріалу в статті не деталізована, але аналогічні гелі виробляють ~0,5–2 літри на кілограм матеріалу на добу залежно від вологості і температури. Для однієї людини потрібно ~2 л питної води на день — отже, потрібно ~1–4 кг матеріалу. При масовому виробництві і здешевленні це цілком реалістично для малих громад.
Чи є вода, виловлена з повітря, безпечною для пиття?Так — атмосферна вода є дистильованою за своєю природою (без солей і мінералів), що робить її навіть чистішою за більшість джерельних вод. При необхідності її можна мінералізувати для кращого смаку і балансу електролітів. Металеві компоненти з антикорозійним покриттям не мігрують у воду при правильному виборі покриття.
Коли ця технологія з’явиться в реальних продуктах?Стенфордська команда підкреслює, що матеріал розроблений для реального застосування — дешевий, масштабований, тривалий. Але від лабораторної демонстрації до комерційного продукту потрібні: польові випробування в реальних кліматичних умовах, оптимізація форми пристрою і системи конденсації, та виробничі партнерства. Реалістичний горизонт — 3–5 років для перших комерційних пілотів.
🤯WOW-факт:У 1 кубічному кілометрі повітря над пустелею — там, де немає жодної ріки чи колодязя — міститься приблизно1 000 тонн прісної водиу вигляді невидимої пари. Вся вода є — просто у формі, яку важко «вловити». Стенфордський гель робить це буквально: вночі він поглинає пару, вдень сонце нагріває і видавлює її як чисту краплю. І завдяки одному антикорозійному покриттю цей «ловець пари» може робити це190 разів поспіль— 8 місяців без зміни матеріалу. Для людини в пустелі, що ходить годинами за водою — це може бути різниця між виживанням і спрагою.
Підписуйтеся на нас вГугл Новини, а також читайте вТелеграміФейсбук