В засушливых частях мира не может быть много воды в земле, но еще есть водяной пар, который можно захватить в воздухе. В то время как так называемые «туманные сети» обеспечивают один из способов сделать это, ученые теперь создали более высокотехнологичную альтернативу - это устройство, которое включает в себя соленый гидрогель.
Разработанный командой в Научно-технологическом университете имени короля Абдаллы (KAUST) в Саудовской Аравии, гель, используемый в устройстве, содержит дешевую, стабильную, нетоксичную соль хлорида кальция. И в то же время эта соль поглощает большое количество водяного пара из воздуха, это растворяюющаяся соль, а это означает, что она растворяется в воде, которую она поглощает.
Это означает, что сам по себе при использовании для поглощения водяного пара, хлорид кальция производит соленую воду, непригодную для питья. Однако в новом устройстве эта соленая вода сохраняется в твердом полимерном гидрогеле. Этот гель (изображенный ниже, вылитый в пресс-форму) также содержит небольшое количество углеродных нанотрубок, которые очень эффективны при преобразовании солнечного света в тепло.
Студент Ренюань Ли (слева) и доцент Пэн Ванг делают гидрогель. Фото: KAUST
В результате устройство способно поглощать водяной пар из воздуха ночью, сохраняя его в виде жидкости внутри гидрогеля. Когда солнце нагревает этот гель на следующее утро, тепло приводит к тому, что свежая вода испаряется из геля в виде пара, и этот пар конденсируется обратно в жидкость на поверхности сбора внутри устройства. Затем ее можно хранить и потреблять.
При испытании технологии простой прототип, содержащий 35 г гидрогеля, оставался на открытом воздухе в течение ночи, при этом относительная влажность составляла около 60 процентов. На следующее утро он поглотил 37 граммов воды, большая часть которой была собрана устройством через 2,5 часа естественного солнечного облучения.
Диаграмма, иллюстрирующая работу системы - к сожалению, нет других изображений устройства. Фото: KAUST
В настоящее время команда работает над расширением системы и адаптирует ее так, чтобы она могла производить воду непрерывно, а не в партиях.
Гидрогель выливают в чашку Петри, где он образует форму. Фото: KAUST
«Наиболее заметными аспектами гидрогеля являются его высокая производительность и низкая стоимость», - говорит Ренюань Ли (Renyuan Li) из команды исследователей. «Если прототип быдет увеличен до 3 литров воды в день - минимальная потребность в воде для взрослого - материальная стоимость гидрогеля адсорбента будет такой же низкой, как и пол цента в день».
Видео о том, как команда KAUST разработала недорогой материал на основе гидрогеля, который эффективно захватывает влагу из воздуха, а затем выдает ее по требованию.
Источник: New Atlas / KAUST
