新型M由铝制成OF-材料结构图303。
金属有机框架材料集水设备。
第二看台
美国研究人员最近开发并测试了一种只利用太阳能在沙漠中收集空气中水的吸水设备。
地球上含水量最丰富,约占所有物质的70%%但人类实际饮用的淡水只占其中2.5%。随着人口的增长和气温的上升,全球水危机也越来越严重,这促使科学家们开始开发更好的水资源收集方法。大多数研究集中在海水淡化技术上,但也有少数研究如何从干燥的空气中吸收稀有水。
加利福尼亚大学伯克利分校奥马尔亚吉研究团队在最新一期《科学进步》杂志上发表论文,介绍他们去亚利桑那州沙漠测量这种设备,并成功收集空气中的水。
据报道,该设备使用了一个名为金属有机框架(MOF)固体多孔材料,由金属锆制成,容易吸收液体和气体,加热后能迅速释放。这种新型集水设备,多孔MOF晶体压缩在太阳能吸热器和冷凝板之间,其原理是当空气流过M时OF水分子是MOF捆绑,然后等待阳光加热设备,水分子变成蒸汽,冷凝成液态水,滴入收集器。
在实际测量中,设备中的金属有机框架在夜间吸收空气中的水,并在白天通过太阳能加热将水排放到特定的容器中。去年,该团队测试了建筑的屋顶上进行了测试,条件与莫哈维沙漠相似(平均湿度约%),12小时内从空气中吸收2.8公升水创造了令人惊讶的记录。
该技术不仅不需要相对湿度高的条件,而且比其他现有技术具有更好的能源效率。这一次,团队将测试地点转移到斯科茨代尔沙漠进行现场测量。在那里,相对湿度从晚上40分开始%下降到白天的8%。测量结果显示,只要添加更多的金属有机框架材料,即使湿度很低,设备也可以扩大规模,吸收更多的水,平均每公斤MOF可收集220毫升水。
研究人员说,M用于测试OF材料MOF-801的金属锆制成的801,幸运的是,奥马尔现在已经开发出了一种由铝制成的新型MOF材料MOF-303,价格至少可以便宜150倍,目前在实验室测试中捕获比MOF-801多倍的水相当于每公斤MOF材料可生产超过400毫升(3杯)水。研究人员计划今年晚些时候在更干燥的地区测试这种铝基集水设备。
每天至少喝一杯罐装可乐容量的水,而MOF设备可以在一小时内收集这些水。科学家们想证明,如果你不幸在沙漠中迷失了方向,你可以依靠这种设备生存下来,直到救援出现。在加州大学伯克利分校发布的电影中,一位研究人员真的喝了这杯水。
(新华社)