استخراج آب از هوای خشک مشکل بی‌آبی را برطرف خواهد کرد! + ویدیو

استخراج آب از هوای خشک ایده‌ی شگفت‌انگیزی است که به روشی هوشمندانه جذب رطوبت هوا در خشک‌ترین بیابان‌ها و فراهم کردن آب آشامیدنی را ممکن می‌سازد.

محققان دانشگاه‌های ام آی تی و برکلی کالیفرنیا به تازگی دستگاهی را ساخته‌اند که توانایی استخراج آب از خشک‌ترین شرایط هوایی را دارد؛ این دانشمندان که در سال گذشته مقاله مربوط به ساخت نسخه قبلی این وسیله شگفت‌انگیز را در ژورنال “Science” به چاپ رسانده بودند، اخیرا ایده خود را در ایالت آریزونا آمریکا و با موفقیت امتحان کردند.

استخراج آب از هوای خشک

به طور کلی راه‌های زیادی برای جذب بخار موجود در هوا و تبدیل رطوبت به آب آشامیدنی وجود ندارد و تمامی روش‌های موجود هم محدودیت‌های زیادی دارند؛ به عنوان مثال تکنیک‌های پیشین در شرایطی که رطوبت محیط بیشتر از 50 درصد باشد کارایی دارند و از طرف دیگر، انرژی زیادی برای عملی کردن این تکنیک‌ها نیاز است.

تمام این‌ها در حالیست که دستگاه توسعه‌یافته جدید محققان به روش انفعالی عمل می‌کند و بدون نیاز به انرژی ورودی، در کمال شگفتی امکان استخراج آب از هوای خشک را فراهم می‌کند؛ جالب است بدانیم که بر اساس برخی تعریف‌ها هوایی که رطوبت آن از 40 درصد کمتر باشد، خشک محسوب می‌شود و وسیله ساخته‌شده توسط این دانشمندان می‌تواند از هوایی با رطوبت 10 درصد هم آب استخراج کند!

جزئیات طرح استخراج آب از هوای خشک

اساس طرح در نظر گرفته شده به ماده‌ای با نام چارچوب فلزی-ارگانیکی یا MOF وابسته است که از مولکول‌های متصل شده به یکدیگر به وجود آمده و ساختاری با منافذ بسیار زیاد و نسبت سطح به حجم بالا دارد. بسته به نوع عناصر استفاده‌شده برای ایجاد MOF موردنظر، این ماده می‌تواند به میزان زیادی جاذب رطوبت باشد و عملا بخار اطراف خود را به درونش بکشد.

برای طرح توسعه‌یافته اخیر چارچوب فلزی-ارگانیکی در طول شب بخار آب هوا را به درون منافذش جذب می‌کند و با شروع روز و تابش نور خورشید، آب جذب‌شده از ساختار خارج شده و به کمک یک چگالنده استخراج می‌شود. همانطور که اشاره شد این سیستم کاملا اثرپذیر و منفعل است و بدون نیاز به انرژی، در هوای خشک منطقه‌ای مانند تمپ (Tempe) آریزونا هم کارایی دارد.

محققان در قالب کلیپی چنددقیقه‌ای ساز و کار طرح استخراج آب از هوای خشک را توضیح داده‌اند:

تست‌های انجام‌شده در ماه می 2017 نشان داد که در طول دوره‌ای 5 روزه، هر یک کیلوگرم MOF میزان 250 میلی‌لیتر آب را به خود جذب می‌کرد و در عین حال، بررسی‌ها نشان داد که ساختار پودری استفاده‌شده برای استخراج رطوبت هوا در داخل آب نفوذ نکرده و مایع موردنظر از این نظر بدون ناخالصی است.

اولین ونگ (Evelyn Wang)، سرپرست تیم تحقیقاتی دانشمندان با تایید محدود بودن ظرفیت فعلی تجهیزات ابراز امیدواری کرده است که در آینده نزدیک سیستم ساخته‌شده توسط تیمش ارتقا یابد و در سطحی گسترده مورداستفاده قرار بگیرد.

جدیدترین مقاله ونگ و همکارانش در مورد ور‌ژن تازه دستگاه استخراج آب از هوای خشک، در ژورنال “Nature Communications” به چاپ رسیده است.