Az MIT és a California-Berkeley Egyetem kutatói által létrehozott fém-szerves szerkezet (MOF) optimalizálásával vízmolekulák segítségével olyan rendszert hoztak létre, amely passzív módon csapdába ejti a vízgőzt, és később felszabadítja azt a napsugárzásból származó hő hatására. Az eszköz alacsony költségű, fenntartható módszert kínálhat, hogy ivóvizet állítsanak elő a világ száraz területein.
A MOF cirkóniumból és fumarátból, egy szerves vegyületből álló kusza rács. Ezek a rácsok tömör csomókból állnak, amelyek tökéletesen alkalmasak a molekulák megtartására. A rácsok összetételének megváltoztatásával a MOF-k optimalizálhatók különböző típusú vegyületek kivonására - kezdve a hidrogéntől és metántól a petrolkémiai anyagokig.
Több ezer ilyen anyag létezik, és valószínűleg még több vár felfedezésre. Ez az egyedi porózus rendszer a vízmolekulák felfogására szolgál, lehetővé téve a víz levegőből történő kiválasztását. Az anyag a napfény melegének hatására víz kondenzátoron halad keresztül, ahol fel lehet fogni majd felhasználni.
A Science című folyóiratban megjelent tanulmányban a kutatók azt mondják, hogy egy kilogramm ilyen anyag napi 2,8 liter vizet tud termelni olyan körülmények között, ahol a relatív páratartalom körülbelül 20 százalék, mint a legtöbb sivatagban. (1)
Az alábbi videóban Omar M. Yaghi professzor mutatja be a MOF működését.
Bár az anyag jelenleg 20 tömegszázalékát képes súlyban megtartani a víznek, úgy gondolják, hogy képesek lesznek megnövelni ezt a kapacitást a továbbfejlesztett anyagokkal. Az alapvető komponensei olcsók és könnyen beszerezhetők, és a kutatók azt mondják, hogy ez lehetővé teszi a MOF nagyszabású gyártását.
Az anyag legfontosabb előnye a mesterséges energiaforrás hiánya. Végül is képesek vagyunk nedvességet kivonni a levegőből párátlanítókkal, de sok energiát igényelnek. Az eszköz napfénnyel való működtetése megkerüli ezt a követelményt, ami különösen fontos az infrastruktúrát nélkülöző fejlődő országokban.
Más eszközök is léteznek, melyek hasonló koncepción alapulnak, mint például a Warka torony. A sivatagi növényektől kölcsönzött elv segítségével a torony az éjjel és a nappal közötti hőmérséklet ingadozást képes kihasználni a víz csapdába ejtésére, amit egy tartályba tölt. A MOF anyaga hasonló módon működik, de a porózus háló lehetővé teszi, hogy több vizet tartsanak meg kisebb területen.
A víz folyamatos áramlásának biztosítása érdekében a kutatók szerint a rendszer képes éjjel felszívni a vizet, hogy azt eloszthassa a nap folyamán, vagy úgy alakítható ki, hogy több levegőt áramoltatnak át rajta, növelve ezzel a vízgyűjtés sebességét. A csapat még módosítani fogja a kialakítását és az anyagokat is, hogy még hatékonyabbá tegyék az eszközt.
Így működik a Warka vízgyűjtő torony.
(1) - http://science.sciencemag.org/content/early/2017/04/12/science.aam8743