Volgens een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Science hebben natuurkundigen van de University of Berkeley en het Massachusetts Institute of Technology (MIT) een gadget gemaakt dat water kan halen uit de droge lucht van Californië en andere dorre streken van de wereld met alleen de energie van de zon.
“Onze droom is om volledig autonome huizen te creëren die zichzelf volledig van water kunnen voorzien, met behulp van dergelijke apparaten die worden aangedreven door de energie van de zon. Ons experiment heeft dit mogelijk gemaakt. We kunnen zeggen dat we een stap hebben gezet in de richting van 'gepersonaliseerd' water”, zegt Omar Yaghi van de University of California in Berkeley (VS).
Het probleem van toegang tot water wordt voor de aarde steeds acuter - volgens schattingen van de VN zal het tegen 2025 meer dan 14% van de wereldbewoners treffen. Tegenwoordig zijn er enkele tientallen methoden en technologieën voor de ontzilting van zeewater, waarvan sommige zelfs op industriële schaal worden toegepast in rijke Arabische landen.
Al deze ontziltingstechnieken hebben twee belangrijke nadelen: ze zijn ofwel te duur en energie-intensief, of de behandelingssystemen raken snel verstopt en worden onbruikbaar. Dit alles maakt ontzilting vanuit economisch oogpunt zinloos.
Yagi en zijn collega's stellen een alternatieve methode voor om schoon drinkwater te verkrijgen, waarbij ze een idee implementeren dat voorheen alleen op de pagina's van sciencefictionromans en films werd aangetroffen. Ze slaagden erin om een systeem te creëren dat water uit de lucht haalt met behulp van zogenaamde metal-organic scaffolds (MOF).
MOK zijn complexe polymere materialen die qua structuur vergelijkbaar zijn met een honingraat en een zeer hoge porositeit en sterkte bezitten. Tegenwoordig worden ze gebruikt om filters te maken die kooldioxide of waterstof kunnen opvangen en grote hoeveelheden van deze gassen kunnen opvangen.
Yagi, een van de pioniers van het IOC, ontdekte twee jaar geleden dat een soortgelijk materiaal bestaande uit zirkonium en adipinezuur, een ontkalkingsmiddel, geen waterstof, methaan of andere gassen opneemt, maar watermoleculen. Dit bracht hem op het idee dat frames gebruikt kunnen worden om water uit de lucht te halen.
Met dit in gedachten werkte hij samen met ingenieurs bij MIT, en samen creëerden ze een vrij eenvoudige en goedkope "watergenerator". Het werkt buitengewoon primitief - het "zand" van IOC-deeltjes absorbeert water uit de lucht, en het licht en de warmte van de zon, erop gericht door een systeem van spiegels, zorgen ervoor dat waterdamp hen verlaat en condenseert in een vat dat op deze ontziltingstank is aangesloten.
Promotie video:
Zo'n apparaat, dat een kilo IOC bevat, kan in een halve dag ongeveer drie liter water produceren, zelfs uit redelijk droge lucht met een luchtvochtigheid van 20-30%. Dit is in principe voldoende om een persoon van de nodige hoeveelheid drinkwater per dag te voorzien.
Volgens Yagi kan de structuur van het IOC worden geoptimaliseerd en zal het twee keer zoveel water opnemen als nu. Wetenschappers hopen dat dit materiaal en zijn nieuwe versies, evenals "industriële" generatoren die lucht onder druk drijven, zullen helpen bij het oplossen van het probleem van toegang tot schoon water in de droogste delen van de wereld.
