Ученые научились извлекать воду из воздуха в засушливых районах
Исследователи из Университета Южной Калифорнии разработали революционную технологию, которая эффективно извлекает большое количество воды из воздуха даже в условиях крайне низкой влажности. Вдохновленная естественными процессами, наблюдаемыми у древесных лягушек и воздушных растений, эта технология использует гидрогелевую мембрану и может питаться от солнечной энергии, предлагая устойчивый источник воды для засушливых регионов.
На фоне усиливающейся засухи, влияющей на запасы воды на Юго-Западе, исследователи из Университета Невады в Лас-Вегасе (UNLV) разработали революционную технологию, позволяющую извлекать значительные объемы воды даже из засушливого воздуха.
Руководителем этого инновационного проекта является профессор машиностроения UNLV Х Джереми Чо, который вместе со своей командой представил принципиально новый подход к сбору атмосферной воды — преобразование водяного пара в воздухе в пригодную для использования форму. В отличие от существующих технологий, которые дают низкие урожаи и работают при влажности ниже 30%, новый метод разработан таким образом, чтобы эффективно работать даже в чрезвычайно сухих условиях.
«Эта работа подтверждает, что вы можете улавливать воду с очень высокой скоростью, — говорит Чо. — Мы можем начать прогнозировать, какой размер системы нам понадобится для производства определенного количества воды. Если у меня есть 1 кв. м, что составляет примерно 3 фута на 3 фута, мы можем производить около 1 галлона воды в день в Лас-Вегасе, а во влажной среде — в три раза больше».
Эта технология и подход были протестированы на открытом воздухе в Лас-Вегасе и эффективны при влажности до 10%. Она напрямую захватывает воду в жидкий солевой раствор, пригодный для последующей переработки в питьевую воду или производства энергии, что открывает новые возможности для засушливых регионов.
Ключевым ингредиентом процесса является гидрогелевая мембрана «кожа».
Вдохновением для создания этого материала послужила природа — в частности, древесные лягушки и воздушные растения, которые используют аналогичную технику для переноса воды из окружающего воздуха в жидкость для внутреннего хранения. «Мы взяли эту биологическую идею и попытались воплотить ее по-своему, — говорит Чо. — В природе происходит столько всего интересного — нужно просто смотреть вокруг, учиться и вдохновляться».
Кроме того, исследование показывает, что сбор атмосферной воды может работать на солнечной энергии. Благодаря частому солнечному свету в таких местах, как долина Лас-Вегаса, где в среднем 300 солнечных дней в году, солнечный свет может обеспечить достаточно энергии, чтобы снизить теоретические и конечные затраты на производство воды.
«Наши водные ресурсы истощаются, а климат на планете меняется, — говорит Чо. — Чтобы достичь устойчивости, мы должны изменить наши привычки. Эта идея кажется научной фантастикой, но это возможно, и мы реально это делаем».
Чо стал одним из основателей стартапа UNLV, создающего устройства, способные улавливать водяной пар из окружающего нас воздуха для коммерческих и индивидуальных нужд. Исследования уже нашли практическое применение в компании WAVR Technologies, Inc.
WAVR — это первый университетский бизнес, созданный в рамках программы Национального научного фонда (NSF) «Региональные инновационные двигатели», направленной на вывод рынка технологий, которые решают проблемы региональной устойчивости и климата.
Человечество наблюдает быстро усиливающиеся тропические штормы, пожары и засуху. Во время хаджа в Мекку в этом году погибли не менее 1,3 тыс. паломников, так как температура превысила 50°C. Новый доклад «Состояние климата в 2024 году», подготовленный командой международных ученых — еще одно предупреждение об усилении климатического кризиса.
