日光の助けを借りて乾いた空気から水を集める

水の重要性を過小評価してはいけません。 それは人間の健康と世界経済の多くの側面にとって不可欠です。 これらは製造業とエネルギー生産セクターを含みます。 水は私たちが生き残ることができなかった基本的な必需品ですが、それは無責任に使われることがあり、これは変わらなければなりません。

不可欠な資源であるにもかかわらず、世界の人口の約3分の2が水不足という深刻な問題に直面しています。 さらに、世界の地下水盆の約3分の1が持続不可能なほど枯渇しつつあります。 地下水の供給が減少し、飲料水へのアクセスが厳しく制限されている多数の人々がいるため、ある種の介入が必要です。

しかし、特にUC BerkeleyのOmar Yaghi（カリフォルニア大学バークレー校）の場合は、すべてが失われるわけではありません。 有機金属フレームワーク（ MOF ）に関する彼の仕事は、MITのEvelyn Wang（マサチューセッツ工科大学）と協力して、わずか20パーセントの湿度の乾燥した気候で動作できる集水システムを作り出すことにつながりました。

有機金属フレームワーク

このMOFは、低湿度条件下で水分子を捕捉するのに特に適しています。

ＭＯＦ結晶は、排ガスからの二酸化炭素の捕捉、および他の化学的用途などの他の用途において以前に実証されている。 今、それは彼らの水の収穫の分野で輝く時です。

Yaghi and Wangの集水装置で使用されているMOFは、ジルコニウムとアジピン酸の組み合わせを利用しています。 このMOFは、低湿度条件下で水分子を捕捉するのに特に適しています。

有機金属骨格を利用した集水

チームの試作品は、12時間かけて2.8リットルの水を集めることができました。

集水装置が実行可能であるためには、最小限のエネルギー要件で効果的に機能できなければならない。

完全な装置は、太陽光吸収体と集光板との間に挟まれたMOF結晶からなる。

ＭＯＦ結晶は水を吸収し、そしてこの閉じ込められた水は次に蒸発する。 これは太陽熱吸収体によって太陽から集められた熱エネルギーを使って行われます。 最後に、凝縮板が水蒸気を冷却し、水滴を集めることを可能にする。

チームの試作品は、12時間かけて2.8リットルの水を集めることができました。 このシステムの長所は、実装するために大幅なインフラストラクチャの変更を必要としないことです。 MOFの結晶は自然に水を閉じ込めるのが得意で、水を放出するのに必要なのは日光だけです。 これにより、このシステムは遠隔地での使用に最適な候補になります。

水を必要とする遠隔地に最適であることに加えて、このシステムはさらに広い規模で実施することができます。 水の収集と配達の伝統的な方法は大規模な地下配管ネットワークを含みます。 これらの分散型システムは、完成すれば、水の需要を満たすためにすべての家庭で代わりに使用できます。

なされるべき改善

KaghiとWangは、より多くの水を集めるためのシステムの改善に着実に取り組んでいます。

このMOF集水システムは、有望ですが、まだ完成していません。 しかし、少なくとも有望な実用的なプロトタイプがすでにあります。 KaghiとWangは、より多くの水を集めるためのシステムの改善に着実に取り組んでいます。

Kaghiは、システムから継続的に水を供給するために、夜間に水を吸い込み、日中に水を放出するように設計することができると述べています。 他の選択肢は、より速い速度で水蒸気を生成するように太陽熱吸収器を構成することである。

Yaghi自身がデバイスで話すのを聞くために、このビデオを見てください。ここで彼はすべてを簡単に分解し、デバイスの基本的な動作原理を説明します。

最終的な考え

Yaghi and Wangの集水装置は、エネルギー要件が低い持続可能な方法で水を集めるための実行可能な手段です。 世界の水の問題を軽減するのに役立つのは、このような技術であり、環境への影響を最小限に抑えながらそうすることができます。