Będziemy pozyskiwać wodę prosto z powietrza
Naukowcy z Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju w Chinach poinformowali o opracowaniu nowego hydrożelu służącego do pozyskiwania wody z powietrza. Stworzona przez nich substancja wykazała zdolność adsorpcji wody o wadze wynoszącej około sześć razy więcej niż ona sama.
Hydrożel okazał się też bardzo wydajny. 90 proc. wody uzyskanej w trakcie procesu z jego użyciem, można było pozyskać do picia.
Więcej o wyzwaniach dotyczących dostępu do wody na świecie przeczytasz na Spider's Web:
2,2 mld ludzi zmaga się z niedoborem wody
Proces pozyskiwania wody jest zasilany energią słoneczną i może być z łatwością stosowany na obszarach, gdzie występują niedobory wody. Organizacja Narodów Zjednoczonych szacuje, że każdego roku na całym świecie z powodu chorób związanych z piciem zanieczyszczonej wody lub braku jakiejkolwiek wody do picia umiera 3,5 mln ludzi. Ponadto 2,2 mld ludzi żyje w krajach dotkniętych niedoborem wody. Jednocześnie jedynie 0,5 proc. wody na Ziemi nadaje się do picia.
Wraz ze zmieniającym się klimatem i rosnącym zanieczyszczeniem środowiska i wód gruntowych, dostęp do czystej wody pitnej zmniejsza się systematycznie dla wielu ludzi na całym świecie. W takiej sytuacji technologia, która może ułatwić dostęp do wody pitnej, jest naprawdę na wagę złota.
To doprawdy trudne do wyobrażenia, że w epoce lotów kosmicznych, ludzkość nie wprowadziła jeszcze do powszechnego użycia technologii odsalania wody. Oceany i morza zajmują przecież aż 71 proc. powierzchni Ziemi. Wykorzystanie odsalania wody jest mocno ograniczone ze względu na utrzymujące się wysokie koszty związane z tym procesem. Jednocześnie instalacje odsalania są wykonalne i opłacalne na obszarach położonych blisko wybrzeży.
Na położonych w głębi lądu, suchych terenach, gdzie występuje poważny niedobór wody, jedynym źródłem słodkiej wody jest często para wodna w powietrzu. Organizacje badawcze i podmioty komercyjne starają się wspólnie wykorzystać ten zasób. Teraz uwaga badaczy skupiła się też na wykorzystaniu powszechnie dostępnego światła słonecznego jako źródła energii mającego zasilać cały proces.
Próby pozyskiwania wody z powietrza są podejmowane już od jakiegoś czasu. Większość jest oparta na działaniu żelu higroskopijnego. Może on pobierać wilgoć z powietrza, a następnie jest poddawany procesowi desorpcji w celu zebrania wody. Jest to konieczne, ponieważ żel higroskopijny zawiera dużą ilość soli, która zwiększa jego zdolność absorpcji wody. To jednak stanowi istotny problem, bowiem wyższa zawartość soli zmniejsza zdolność żelu do pęcznienia. W ten sposób efekt zasolenia zmniejsza absorpcję wody.
Nowy żel higroskopijny
Teraz naukowcy z Szanghaju ulepszyli żel higroskopijny przy użyciu substancji pochodzenia roślinnego. Opracowany przez nich żel jest niedrogi, a dodatkowo jego produkcję można łatwo skalować. To istotna różnica w porównaniu z zakładami odsalania wody, z których każdy jest kosztownym i pochłaniającym czas przedsięwzięciem. W połączeniu z solami higroskopijnymi, jeden kilogram żelu po wyschnięciu był w stanie dokonać adsorpcji 1,18 kg wody w suchym środowisku i 6,4 kg w wilgotnym.
Jak powiedział Ruzhu Wang, jeden z naukowców biorących udział w badaniu:
Byliśmy pod wrażeniem tego, że nawet po wstrzyknięciu do 5 gramów soli do 1 grama polimeru, powstały żel zachował dobre właściwości pęcznienia i zatrzymywania soli. Ta technologia zbierania wody atmosferycznej może być wykorzystana do zwiększenia dziennego zapotrzebowania na wodę, taką jak woda pitna w gospodarstwie domowym, woda przemysłowa i woda do higieny osobistej.
Zespół badaczy przetestował prototyp komory desorpcyjnej i kondensacyjnej. Zastosowanie komory kondensacyjnej zwiększyło odzysk wody do 90 proc. Co więcej metoda okazała się skuteczna nawet w godzinach porannych, kiedy światło słoneczne było słabe, dostarczając mniej energii.
