德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員已經找到了一種方法,將日常廢棄物轉化為從大氣中直接提取清潔水的技術。
該團隊使用不同的有機材料開發了"分子功能化生物質水凝膠",僅需輕微加熱就能從空氣中提取飲用水,每公斤材料每天可產生近4加侖水,約是典型水收集技術的3倍。
"這為我們思考可持續水收集開闢了全新的方式,這是向實用的家庭和小型社群水收集系統邁出的重大一步,"負責該研究的鬱貴華教授說。
考慮到近44億人無法獲得安全飲用水,這項研究非常及時。這幾乎佔全球人口的50%。
從空氣中提取水並不是什麼新鮮事,但這種方法的獨特之處在於使用了本來會進入垃圾填埋場的天然材料,使其更加安全和環保。研究人員成功將植物中的纖維素、食物中的澱粉以及海殼中的殼聚糖轉化為高效能的水收集材料。
"說到底,獲取清潔水應該是簡單、可持續和可擴充套件的,"參與該研究的另一位研究員管維新說。"這種材料讓我們能夠利用大自然最豐富的資源,隨時隨地從空氣中獲取水。"
這項技術採用兩步工藝。首先,研究人員將溫度響應基團附加到材料上,使其對溫度變化敏感。然後,他們新增稱為"兩性離子基團"的特殊分子,以提高生物質的吸水能力。
結果是一種水凝膠,其工作原理類似於普通除溼機中的矽膠包,但效能大幅提高,組成更加安全,使用天然材料而非合成材料。
在實地測試中,該系統證明是成功的——單公斤材料每天可產生高達14.19升水。該團隊表示,類似技術通常每天每公斤產生1至5升水。
與依賴能源密集型製冷來凝結大氣溼氣的傳統水收集系統不同,這些水凝膠只需加熱到60°C(140°F)就能釋放捕獲的水分——這是透過簡單的太陽能加熱或其他過程產生的廢熱就能實現的溫度。
這種極低的能耗需求使這項技術特別適用於無電網的社群和緊急情況。
鬱教授的團隊多年來一直在開發水生成技術,包括適用於極度乾燥條件的系統和可注射式水過濾系統。他們現在正在努力擴大生產規模,併為商業化設計實用裝置,包括行動式水收集器、自給自足的灌溉系統和應急飲用水裝置。
