211service.com
Hoe water uit dunne lucht te halen, zelfs in de droogste delen van de wereld?
Een nieuw apparaat dat wordt aangedreven door zonlicht kan helpen bij het oplossen van problemen met waterschaarste. 13 april 2017
Wetenschappers hebben een apparaat ontwikkeld dat water uit de woestijnhemel kan zuigen, alleen aangedreven door zonlicht. Ze hopen dat een versie van de technologie uiteindelijk kan zorgen voor schoon drinkwater in enkele van de droogste en armste delen van de wereld.
Het apparaat is gebaseerd op een nieuw materiaal dat grote hoeveelheden water in de vele poriën kan trekken. Volgens een studie gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap op donderdag kan een kilogram van het materiaal meerdere liters water per dag opvangen bij een luchtvochtigheid van slechts 20 procent, typisch voor droge gebieden.
De technologie kan helpen een groot en groeiend probleem aan te pakken. EEN verslag doen van vorig jaar in wetenschappelijke vooruitgang ontdekte dat vier miljard mensen, bijna de helft in India en China, minstens een maand per jaar te maken hebben met ernstige waterschaarste. Dat betekent dat watertekorten twee derde van de wereldbevolking treffen. Deze tekorten - en de daaruit voortvloeiende conflicten - zullen naar verwachting alleen maar vaker voorkomen in grote delen van de wereld naarmate de klimaatverandering versnelt.
Een team van MIT ontwikkelde de technologie met het laboratorium van Omar Yaghi aan de University of California, Berkeley. Het belangrijkste onderdeel is een veelbelovende klasse van synthetische poreuze materialen, metaal-organische raamwerken genaamd, samengesteld uit organische moleculen die aan elkaar zijn gestikt met metaalatomen, waarmee Yaghi pionierde (zie A Better Way to Capture Carbon). De grootte en het chemische karakter van de poriën van het materiaal kunnen worden aangepast om bepaalde soorten moleculen op te vangen of door te laten stromen. Het materiaal heeft ook een enorm oppervlak, in de orde van een voetbalveld per gram, waardoor het zich kan hechten aan een grote hoeveelheid deeltjes.
Afbeeldingen van de condensor van het apparaat in de loop van de tijd (rechts, lopend van boven naar beneden) tonen een gestage toename van waterdruppels gedurende de dag.
In dit geval gebruikten de wetenschappers een eerder ontwikkelde versie van het materiaal dat Yaghi geoptimaliseerd om watermoleculen efficiënt te vangen. Het prototype hecht zich 's nachts of in de schaduw aan water. Maar overdag voegt zonlicht dat op het materiaal valt genoeg energie toe om de watermoleculen in damp om te zetten. Op hun beurt glijden ze uit de poriën van het materiaal en in een aangrenzende acrylbehuizing. Een condensor op de bodem van het vat verzamelt de waterdruppels en leidt ze naar een kamer eronder, waaruit schoon water kan worden opgevangen.
Het proces is volledig passief, zonder dat er zonnepanelen, batterijen of extra energie nodig zijn. Eerdere technologieën voor het oogsten van water waren beperkt tot gebieden met: mist of andere vochtige omstandigheden.
Hoewel ze van plan zijn de technologie verder te verfijnen, zijn ze niet zo ver verwijderd van een levensvatbaar product, zegt Evelyn Wang, hoofd van het apparaatonderzoekslaboratorium van MIT. Ze merkt op dat dit soort materialen al massaproductie , tegen steeds betaalbare prijzen, door de Duitse chemiereus BASF.
Yaghi zegt dat de technologie kan worden gecombineerd met zonnepanelen of andere apparatuur om de waterproductie voor industriële of landbouwdoeleinden te stimuleren. Maar de grote hoop, zegt hij, is dat deze apparaten huishoudelijke apparaten kunnen worden in armere delen van de wereld. Dat zou gezinnen in staat stellen op betrouwbare wijze hun eigen water te produceren in plaats van alles wat ze kunnen dragen of wat er beschikbaar is uit gemeenschappelijke bronnen te rantsoeneren.