Миллиарды людей по всему миру постоянно или в определенные времена года страдают из-за отсутствия чистой воды и часто приходится преодолевать большие расстояния, чтобы получить ее. Загрузка воды прямо из воздуха, было бы для них большим облегчением. К сожалению, доступные сегодня технологии такого типа подходят для использования только во влажном климате и, кроме того, требуют большого количества электроэнергии, что является дорогостоящим, а часто, наоборот, отсутствует. Проблема приобретает шанс на решение, благодаря исследованиям над эффективными системами, которые используют предоставляется солнечную энергию. Эти системы являются масштабируемыми и работают эффективно даже в засушливых регионах, в которых проживает треть населения мира, часто, живя в бедности.

Группа ученых из Massachusetts Institute of Technology и University of California, Berkeley тестирует метод, который не требует доступа к электрической сети. Исследователи решили преодолеть препятствие, характерной для большинства материалов, способных поглощать воду в виде пара (например, в цеолитах, используемых в nawilżaczach): не достаточно того, что влажность воздуха должна быть высокая, это высвобождение связанной воды требует сильного нагрева, а значит и энергии.

Исследователя использовали в разработанной системе пористые материалы относятся к металлоорганических структур (MOF – metal-organic frameworks), которые много лет назад изобрел Омар M. Yaghi, химик, относящийся сегодня к команде из University of California в Беркли. Подбирая комбинацию металлов и групп органических соединений, ученые могут изменять химические свойства структур, приспосабливая их к конкретной области применения. Помимо простоты подбора параметров огромным преимуществом структур MOF является их необычная пористость: поверхность пор может быть даже в десять раз больше, чем в zeolitach – поверхность поры в кристалле MOF, массой грамма и размеров кубика сахара сравнима с поверхностью площадки нет.

В апреле команда Yaghiego и инженер Эвелин Вонг из массачусетского технологического института сообщили о skonstruowaniu прототипа устройства с fumaranem циркония MF-801, который обладает сильным сродством к воде. Благодаря этому, вода абсорбируется из воздуха развиты пор отдается уже после нагрева материала с помощью слабо zogniskowanego солнечного света. Прототип позволил получать до 2,8 кг воды в сутки в расчете на килограмм поглотителя MOF даже при низкой влажности воздуха около 20% типичной для пустыни. (Yaghi объясняет, что необходимо человеку в день для выживания, по крайней мере, столько воды, сколько занимает обычная банка с напитком, то есть 355 мл.) Преимуществом устройства является его независимость от внешних источников питания. Исследователи видят много возможностей для улучшения системы. Дальнейшие работы должны привести к снижению стоимости технологии (стоимость 1 кг циркония в настоящее время составляет около 150 долларов), повышения производительности в пересчете на количество используемого материала и оптимизации подбора абсорбера MOF в зависимости от климатической зоны.

Другой путь в том же направлении, избрал start-up Zero Mass Water из Скоттсдейл, штат Аризона, который уже продает устройства питания солнечную энергию и не зависят от электрической сети или от каких-либо источников жидкой воды. Солнечные батареи обеспечивают энергию, необходимую, чтобы заставить поток воздуха, разработанный компанией материал поглощает водяной пар, и система осажденных. Небольшой литий—ионный аккумулятор питает устройство, когда нет солнечного света. Представитель компании объясняет, что версия с одной солнечной панелью может предоставить от двух до пяти литров воды в день, которая накапливается в баке объемом 30 л и там обогащается магний и кальций, что повышает ее оздоровительные свойства и вкус.

Коди Фризен, основатель Zero Mass Water и специалист в области материаловедения из Университета Штата Аризона, так построена система, чтобы он мог работать автономно в любом уголке мира. В настоящее время цена устройства с одной солнечной панелью в Сша составляет около 3700 долларов. Входит в нее 10-процентный взнос, который предназначен для снижения стоимости устройств, поставляемых в тех уголков земного шара, где отсутствует инфраструктура поставки воды. Устройство, которое в Сша снижает спрос на бутилированную воду, отмечает Фризен, может также поставлять чистую воду для школ, где нет соответствующей установки, так, чтобы „дети могли учиться и не были подвержены болезни”.

В прошлом году системы были установлены на юго-западе Сша и в некоторых других странах, например в Мексике, Иордании и Дубае. Недавно компания направила в Ливан устройства, которые были под эгидой U. S. Agency for International Development; они должны поставлять воды сирийским беженцам. Когда большинство людей вспоминает солнечную энергию, Фризен добавляет, „он имеет в виду электрический ток. Но в будущем так же сильно будет она ассоциироваться с водоснабжением”.