Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Фото: В последней версии харвестера окружающий воздух продувается через картридж, наполненный MOF (виден внутри коробки из плексигласа). MOF поглощает воду из воздуха, которая впоследствии удаляется из него мягким нагревом. Сконцентрированный водяной пар проходит через трубку к конденсатору. Этот процесс производит воду, пригодную для питья, даже в таких сухих районах, как пустыня Мохаве. Матье Прево / Калифорнийский университет в Беркли
Фото: В последней версии харвестера окружающий воздух продувается через картридж, наполненный MOF (виден внутри коробки из плексигласа). MOF поглощает воду из воздуха, которая впоследствии удаляется из него мягким нагревом. Сконцентрированный водяной пар проходит через трубку к конденсатору. Этот процесс производит воду, пригодную для питья, даже в таких сухих районах, как пустыня Мохаве. Матье Прево / Калифорнийский университет в Беркли

Комбайн для получения воды из воздуха даже в пустыне

Водоснабжение и водоотведение

Опубликовано: 17.10.2019

Обновлено: 04.05.2020

 1329

Сбор воды из воздуха с помощью сорбента может быть привлекательным способом решения проблемы ее нехватки в засушливых климатических условиях

В статье в ACS Central Science исследователи представили последнюю версию своего харвестера, способного извлекать более пяти чашек воды (1,3 литра) из воздуха с низкой влажностью в день на каждый килограмм водопоглощающего материала - очень пористого вещества, называемого металлорганическим каркасом, или MOF.

Во время полевых испытаний, в течение трех дней в засушливой пустыне Мохаве, в Калифорнии, комбайн стабильно производил 0,7 литра на килограмм поглотителя в день - почти три чашки чистой, чистой H₂O. Этот показатель в 10 раз лучше, чем в предыдущей версии устройства. Комбайн работал круглосуточно за счет солнечных батарей и аккумулятора.

Даже в самый засушливый день, с чрезвычайно низкой относительной влажностью 7% и температурой выше 27 С°, комбайн производил 0,2 литра воды на килограмм MOF в день.

«Известно, что для конденсации воды из воздуха, при низкой относительной влажности - менее 40% - необходимо охладить воздух до нуля или ниже градусов Цельсия, что нецелесообразно. Этот харвестер делает это при очень низкой влажности, без такого охлаждения, с помощью специального материала», - говорит Омар Яги, профессор химии Института нанотехнологий Кавли Калифорнийского университета в Беркли.

«Он отличается от осушителя воздуха, который работает при высокой относительной влажности. Некоторые люди могут подумать, что 0,7 литра - это не много воды. Но что бы они сказали, если бы ее не было вообще».

Один стартап тестирует и в ближайшем будущем надеется вывести на рынок устройство размером с микроволновую печь, которое сможет поставлять от 7 до 10 литров воды в день: достаточное количество для питья и приготовления еды двум-трем взрослым людям. По некоторым нормам мужчины должны потреблять 3,7 литра, а женщины - 2,7 литра жидкости в день.

Еще более крупная версия харвестера, размером с небольшой холодильник, будет давать от 200 до 250 литров воды в день, чего достаточно для водоснабжения целого дома. Через пару лет компания надеется создать деревенский комбайн, который будет производить 20 000 литров в день. Все будет работать от солнечных батарей или электросети.

MOF, которые разрабатываются с середины 1990-х годов, настолько пористы, что один грамм эквивалентен по площади футбольному полю. Другие типы MOF улавливают углекислый газ из дыма, катализируют химические реакции или отделяют нефтехимические вещества на перерабатывающих заводах.

Исследователи придумали свой первый водопоглощающий MOF, названный MOF-801, еще в 2014 году. Молекулы воды в окружающем воздухе оседали на его внутренней поверхности - процесс, называемый адсорбцией, - и повышали влажность внутри MOF до точки, когда водяной пар начинал конденсироваться даже при комнатной температуре. Когда MOF слегка нагревался, вода испарялась и могла быть опять сконденсирована для сбора.

Новая модель комбайна для производства воды

Модель 2019 больше не является пассивной: она использует солнечные панели для питания вентиляторов, направляя потоки окружающего воздуха над MOF, находящегося внутри картриджа.

Заполненный MOF картридж пересекают две системы каналов: одна для адсорбции воды, другая для вытеснения ее в конденсатор, что позволяет осуществлять непрерывную циклическую работу в течение дня. Солнечные панели с аккумуляторами питают небольшие нагреватели, которые вытесняют воду из MOF.

Производительность этого нового харвестера в 10 раз выше, чем у предыдущего устройства, и в 100 раз выше, чем у концептуального прототипа. Исследователи не обнаружили никаких следов металла или органических веществ в полученной воде.

Улучшенная производительность и более короткое время цикла нового устройства обусловлены новой конструкцией MOF на основе алюминия, в отличие от предыдущего, который был основан на цирконии. Микропористый металлоорганический каркас может выполнять цикл адсорбции-десорбции в течение нескольких минут при умеренном колебании температуры, что открывает путь для высокопроизводительного сбора воды.

 

Источник: UC Berkeley

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Анаэробная очистка сточных вод, получение биогаза

Анаэробная очистка сточных вод, получение биогаза

Обновлено: 08.12.2019
 1073
Слева направо: принципиальная схема структуры ZIOS и изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии, образца сцепки ZIOS-меди на кремниевой пластине. Предоставлено: Berkeley Lab

Природный материал для удаления меди из сточных вод на атомном уровне

Обновлено: 28.11.2020
 479
Гидравлический расчет системы водоотведения

Гидравлический расчет системы водоотведения

Обновлено: 29.03.2021
 2467

Комментарии:

Andrey Kazantsev

Ближайший неисчерпаемый колодец всего в 2-3 км у вас над головой, надо только использовать технологию АэроГЭС - будет полно и воды, и энергии!

Если вы хотите оставить в этой ветке свой комментарий, то, пожалуйста, напишите об этом на странице с контактами

Flames

Недавние публикации

Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

Обновлено: 21.04.2022  189
Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

Обновлено: 07.05.2022  147
Теплый и холодный тепловые потоки направлены на человека. VELUX

Тепловой комфорт в зданиях: что из себя представляет и как достичь

Обновлено: 26.03.2022  169

Популярные категории

  • Системы отопления и охлаждения55
  • Альтернативная энергия57
  • Энергоэффективность и энергосбережение44
  • Твердотопливные котлы и печи, камины34
  • Природные ресурсы, экология и строительство90

Разместить статью

Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

Ссылки:

  • Контакты
  • Разместить статью
  • Конфиденциальность
VK Telegram

© 2022 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

Отправить сообщение об ошибке?

Ошибка:
Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.