Добыча воды из атмосферы считается многообещающим решением проблемы глобального дефицита воды, но главная преграда - крайне низкая энергоэффективность. Существующие системы используют нагрев для испарения захваченной влаги - процесс медленный и невероятно энергоёмкий. Теперь инженеры MIT преодолели этот «тепловой предел», создав устройство, которое извлекает воду с помощью ультразвуковых волн.
Новый метод, описанный в журнале Nature Communications, заменяет тепло механическими колебаниями. Команда под руководством Икры Ифтехара Шуво разработала пьезоэлектрический актуатор, работающий на высоких частотах. Когда на устройство помещают насыщенный водой гидрогель, ультразвук разрывает слабые связи, удерживающие молекулы воды в геле. Возникающий импульс выталкивает воду в жидкой форме, а не в виде пара.
Результаты важны для всей сферы атмосферной добычи воды. Исследователи сообщают, что вибрационный метод в 45 раз энергоэффективнее лучших тепловых систем. В экспериментах устройство извлекало воду за считанные минуты, тогда как термическая десорбция обычно занимает часы.
Эта технология устраняет высокие энергозатраты и низкую скорость, которые до сих пор тормозили массовое внедрение атмосферных водосборников. Команда считает, что такие актуаторы можно питать от небольших солнечных панелей - это позволит организовать непрерывное децентрализованное производство воды в засушливых регионах и зонах бедствий.
Люди давно ищут способы добывать воду из воздуха - это мог бы стать огромным источником, особенно для пустынь и мест, где нет даже солёной воды для опреснения. Теперь у нас есть способ быстро и эффективно её извлекать, - Светлана Борискина, главный автор исследования.
Оригинал
Уникальность