Неравномерное распределение запасов пресной воды на Земле приводит к тому, что на огромных территориях с проживанием людей отсутствует должное обеспечение пресной водой.
Оказывается, даже самый засушливый воздух содержит в своем составе воду. Метод получения воды из воздуха мог бы решить проблему дефицита воды в засушливых районах по меньшей мере для закрытия питьевых потребностей.
- Проблема существующих технологий по добыче воды из воздуха
- Что предлагается в инновационной разработке?
- Готовые продукты по получению воды из воздуха на рынке
Проблема существующих технологий по добыче воды из воздуха
Подобные технологии существуют не один год, но их проблема в том, что они эффективно работают только в условиях повышенной влажности воздуха. А как подсказывает логика — наличие высокой влажности обусловлена наличием ее источников, в виде водоемов, обильных осадков. Хотя не всегда эти водоемы с пресной водой. Повышенная влажность воздуха может быть образована в процессе конденсирования у морского побережья. И для того, чтобы ее собрать в пресном виде, необходимо все равно применять ту или иную технологию ее сбора с использованием источников электроэнергии. А что если источники электроэнергии отсутствуют?
С морского побережья вернемся к засушливым районам с низким процентом влажности. Использование в качестве источника электроэнергии солнечный свет позволило обеспечить работу специальных абсорбируемых систем, разрабатываемых в рамках совместного проекта ученых Калифорнийского университета в Беркли и Массачусетского технологического института. В дальнейшем данная технология позволит извлекать воду из воздуха в самых засушливых районах при полном отсутствии линий электроснабжения и обеспечивать питьевой водой третью часть населения Земли, живущих на грани выживания.
В существующих системах получения воды из воздуха используются абсорбирующие элементы. Вот, к примеру, такие абсорбенты как цеолиты, использующиеся в увлажнителях воздуха, могут поглощать водяные пары из воздуха повышенной влажности. Кроме того, для обеспечения подобного процесса необходимо поддерживать высокую температуру, что влечет за собой существенные затраты на электроэнергию.
Что предлагается в инновационной разработке?
В нынешней инновационной разработке по добыче воды из воздуха лежат абсорбенты на основе металлоорганических каркасов (сокращенно MOF) в виде пористых кристаллов, которые были созданы несколько лет назад ученым химиком Омаром Ягхи. В Калифорнийском университете ему совместно с его коллегами удалось в процессе подбора нужных комбинаций органических соединений и металлов устанавливать функциональность каждого металлоорганического каркаса.
Кроме своей универсальной функциональности MOF обладают сверхпористой структурой, чья площадь пор в десятки раз превышает вышеупомянутые из цеолита.
Созданный прототип устройства использует элемент под индексом MOF-801 или фумарат циркония, активно «натягивающий» на себя воду, который способен в больших объемах абсорбировать влагу из воздуха внутри своих огромных пор металлоорганического каркаса, вода из которого под действием невысокого нагрева от солнца переходит в коллектор.
Разработчики заявляют, что ежедневно с помощью данного устройства с использованием MOF-801 массой 1 кг. можно получать почти 3 литра воды. Это экспериментальное количество воды получено в условиях 20 процентной влажности воздуха, которое преобладает в пустынных зонах. Сегодняшняя задача ученых состоит в удешевлении процесса, поскольку для создания абсорбента используется исходное сырье цирконий, стоимость которого составляет на рынке около 1000 рублей за 1 кг.
Готовые продукты по получению воды из воздуха на рынке
Молодая компания Zero Mass Water со своим продуктом добычи воды из воздуха уже начала продажи своей установки. Их система полностью автономна и не требует наличия внешнего источника электроснабжения.
В качестве источника электроэнергии выступает солнечная панель, которая обеспечивает электричеством нагнетающий воздух вентилятор в сторону специальных гигроскопичных панелей, которые накапливают воду с последующей конденсацией в емкости.
Параллельно солнечная панель заряжает аккумуляторы, заряд которых необходим для поддержания работоспособности вентиляторов в темное время суток.
Накопленная вода хранится в 30 литровом резервуаре. При конденсировании вода лишена полезных для живого организма минералов, поэтому в ее состав добавляется магний и кальций.
При разработке установки основатель компании Код Фризен придерживался таких критериев, как простота установки и ее обслуживания в любой засушливой точке планеты. Ее стоимость на данный момент составляет 3700 долларов. Причем, десятая часть стоимости направлена на покрытие расходов по установке в местах, где полностью отсутствуют источники водоснабжения. Установка уже успешно функционирует в ряде таких стран как: Мексика, Иордания, Объединенные Арабские Эмираты и Ливан.
Вот вы пишите, что с одного килограмма MOF-801 можно получить 3 л. воды. Но при этом отмечаете, что исходным сырьем для получения MOF-801 является цирконий, чья цена составляет примерно 1К рублей. Известно сколько циркония расходуется для изготовления этого самого абсорбента MOF-801? Подозреваю, что рентабельность данного предприятия крайне низкая, а точнее вообще никакая.