麻省理工学院的新设备天富代理可以从沙漠空气中收集水

时间:2020-12-02 10:42 作者:http://zdtnx.com.cn/ 分享到:
 
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这看起来像是不劳而获,但你确实可以从最干燥的沙漠空气中获得饮用水。
 
即使在地球上最干旱的地方,空气中也有一些水分,而一种提取水分的实用方法可能是在这种极度干燥的地方生存的关键。现在,麻省理工学院的研究人员已经证明了这种提取系统是可行的。
 
研究人员表示,这种新装置基于团队去年首次提出的概念,目前已在亚利桑那州坦佩的非常干燥的空气中进行了实地测试,证实了这种新方法的潜力,不过要扩大这一过程的规模还有很多工作要做。
 
新工作是今天在《自然》杂志上报道的交流和包括一些明显改善了最初的概念,描述了去年在《科学》杂志上的一篇论文中,伊芙琳·王说,盖尔·e·肯德尔的机械工程系教授,谁是这两篇论文的资深作者。麻省理工学院博士后Sameer Rao和前研究生Hyunho Kim SM ' 14, PhD ' 18是这篇最新论文的主要作者,其他四位作者分别来自麻省理工学院和加州大学伯克利分校。
 
王说,去年的论文引起了很大的关注。她说:“它得到了大量的炒作和一些批评。”现在,“上次提出的所有问题都在这篇论文中得到了明确的论证。我们已经验证了这些观点。”
 
研究人员说,该系统基于一种叫做金属有机框架(MOFs)的新型高表面区域材料,可以在相对湿度低至10%的情况下从最干燥的沙漠空气中提取饮用水。目前从空气中提取水分的方法需要更高的湿度——收集雾气的方法需要100%的湿度,收集露珠的制冷系统需要50%以上的湿度,这也需要大量的能源来冷却。因此,新系统有可能填补世界上最干旱地区尚未满足的用水需求。
 
王说,通过在坦佩的亚利桑那州立大学的屋顶上运行一个测试设备,该团队“在这些干旱地区的代表性地区进行了实地测试,结果表明,即使在零下的露点,我们也能收获水。”
 
研究人员说,这个测试装置完全依靠阳光供电,虽然它只是一个小型的概念验证装置,但如果扩大它的产量,将相当于每天每千克财政部的四分之一升水。Kim说,在最佳的材料选择下,产量可以达到目前版本的三倍。不像任何现有的方法,在非常低的湿度下从空气中提取水分,“有了这种方法,即使在极端的条件下,你也可以做到,”王说。天富代理
 
Rao说,这个系统不仅在较低的湿度下工作,而且这些系统需要的泵和压缩机可能会磨损,而“这个系统没有活动部件”。它可以在湿度低但阳光充足的地方以完全被动的方式运行。”
 
尽管团队之前描述了系统被动运行的可能性,Rao说,“现在我们已经证明了这确实是可能的。目前的版本只能在阳光下运行一个昼夜循环,Kim说,但是“通过利用丰富的低品位热源,如生物质和废热,也可以连续运行。”
 
王说,下一步是扩大该系统的规模,提高其效率。“我们希望有一个能够产生升水的系统。这些小型的初始测试系统仅能生产几毫升的水,以证明这一概念在现实环境中是可行的,但她说:“我们想看到水倒出!”他说:“我们的想法是生产出足够为每个家庭供水的热水器。
 
研究小组对该系统产生的水进行了测试,没有发现任何杂质。质谱仪测试显示“财政部没有任何东西渗入水中,”王说。“这表明这种材料确实非常稳定,我们可以得到高质量的水。”
 
加州大学洛杉矶分校的材料科学与工程教授杨洋表示:“这项技术非常棒,因为基于MOFs的空气冷却水收集系统在真实的沙漠气候中运行的实际演示。”杨洋没有参与这项工作。
 
“这为解决干旱气候下的缺水问题提供了一种新方法,”杨说。“如果这项技术能进一步提高其生产能力,天富代理就能对水资源匮乏的地区产生真正的影响,比如南加州。”
 
研究小组还包括加州大学伯克利分校的研究生Eugene Kapustin;麻省理工学院研究生赵林和博士后杨松宇;他是伯克利分校和沙特阿拉伯国王阿卜杜勒阿齐兹城科学技术学院的化学教授。
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