18 июня 2018, понедельник, 14:22
Рубрики

Физики извлекли стакан воды из сухого воздуха пустыни

11

Американские физики провели сенсационный эксперимент.

Ученые из университета Беркли создали новую версию "магического песка", способного извлекать влагу из сухого пустынного воздуха, и проверили его работу в реальной пустыне, получив стакан чистой пресной воды, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances, передает ria.ru.

"Уже сегодня можно сказать, что к этой технологии есть огромный коммерческий интерес. Сразу несколько стартапов пытаются коммерциализовать эту идею. Все это стало возможно благодаря алюминиевой версии катализатора, чья себестоимость в 150 раз ниже, чем у нашей первой разработки, а КПД примерно в два раза выше", — заявил Омар Ягхи из университета Беркли в Калифорнии (США).

Год назад Ягхи и его коллеги представили публике необычный прибор, способный извлекать пары воды из воздуха, используя тепло и свет Солнца, и накапливать ее внутри пористого материала, так называемого металл-органического каркаса. Подобные материалы используются сегодня для очистки воздуха от паров различных газов и ускорения реакций.

Как обнаружили тогда ученые, подобные конструкции, собранные из молекул средства для удаления накипи и атомов циркония, активно поглощают не водород или улекислоту, а пары воды. Руководствуясь этой идеей, инженеры из Беркли и MIT создали простейший "генератор воды".

Работает он очень просто – "песок" из частиц МОК, засыпанный в прозрачный сосуд, поглощает воду из воздуха, а свет Солнца заставляет пары воды покинуть их и сконденсироваться в другой емкости, подключенной к этому опреснителю.

Несмотря на скептицизм научного сообщества, первые тесты этого гаджета, проведенные в пустынях Аризоны, завершились полным успехом – по оценкам его создателей, килограмм такого "песка" может извлекать до 250 грамм воды из воздуха каждый день при однократном "проветривании" наночастиц.

Удачное завершение опытов заставило ученых задуматься о других проблемах – высокой стоимости этого материала из-за присутствия в нем циркония, и о сложностях, которые могут возникнуть при масштабировании подобных "генераторов воды" и увеличении их производительности.

Ягхи и его коллеги решили обе проблемы, экспериментируя с новой версией "магического песка", ключевым компонентом которой, помимо средства от накипи, служит алюминий, а не цирконий. Поменяв структуру частиц МОК, ученым удалось повысить эффективность работы экспериментального генератора воды и заставить его функционировать даже в тех случаях, если ночью температуры опускаются ниже нуля.

Работу этой установки они проверили на крыше того же университета Аризоны в Темпе, где господствовал "пустынный" уровень влажности – около 10-20%, и высокий уровень солнечного освещения. На этот раз физики использовали полную версию генератора воды, в которую было загружено около половины килограмма "магического песка", а не небольшое его количество, как в прошлых опытах.

Эти эксперименты показали, что и новый, и старый тип частиц МОК вырабатывал достаточно большие количества воды – 125 и 200 миллилитров жидкости за одну загрузку. Иными словами, каждый килограмм "песка" будет вырабатывать по 250 и 400 грамм воды каждый день.

Как считает Ягхи, себестоимость новой версии МОК настолько низка, что его можно использовать для производства воды в пустынях уже сегодня и обеспечения влагой всех нуждающихся жителей засушливых регионов мира. В ближайшее время его команда, как отмечает физик, проведет подобные опыты в самом сухом месте на Земле — в американской "Долине смерти" в пустыне Мохаве.