信用:罗克珊makasdjian和斯蒂芬·麦克纳利

在沙漠试验中,365体育伯克利分校的科学家证明他们的下一代水收割机可以从沙漠空气收集饮用水每日/夜周期,使用在白天在夜间吸收水,并通过太阳能加热一MOF,释放它是冷凝和收集。

去年十月,365体育伯克利分校队的当家下降到亚利桑那州的沙漠,一屁股了他们最新的原型水收割机成道家的后院开始舔水从空气中没有比阳光以外的任何权力。

其较大的下一代收割机的成功的现场试验证明这个团队此前在2017年预言:这水收割机能够在非常低的湿度,以低成本提取饮用水,每天/夜循环,使其成为理想的生活的人在世界的干旱,缺水地区。

“有没有像这样,”奥马尔·亚吉,谁发明的技术收割机根本说。 “这工作,在环境日光环境温度,并没有额外的能量输入,你可以在沙漠中取水。这个实验室到沙漠之旅让我们真正把集水从一个有趣的现象成为一门科学“。

马库斯kalmutzki,法哈德fathieh和尤金·卡普斯京设立测试的水收割机上的365体育伯克利分校校园的屋顶。该MOF是内部盒的内部,和箔包裹的顶部被设计,以保持外箱凉爽足够以冷凝的水蒸汽由阳光来自MOF驱动。
信用:斯蒂芬·麦克纳利

亚吉,在365体育伯克利分校的詹姆斯和去往Neeltje TRETTER椅子在化学和劳伦斯伯克利国家实验室的一名教师的科学家,和他的团队将在科学杂志的6月8日发布报告集水收获的第一场测试的结果前进。

在Scottsdale,在相对湿度从晚上到白天低至8%的40%的高滴试验中,证明了收割机应该很容易按比例放大通过简单地添加更多的水吸收剂,高度多孔材料称为金属 - 有机骨架,或MOF。研究人员预计,与当前MOF(MOF-801),从所述昂贵的金属锆制成,它们将最终能收获的水每千克约200毫升(约7盎司)(2.2磅)MOF,或者3盎司每磅水。

但亚吉还报告说,他已经创建了一个基于铝的新财政部,财政部叫-303,即至少便宜了150倍,在实验室测试中捕捉两倍的水。这将使新一代产生的水,每天超过400毫升(1.5杯)从公斤MOF的,半12盎司汽水罐每磅每天等效收割机。

“我们一直在这个商业化的巨大兴趣,并且已经有从事开发商业雨水收集装置的几个创业公司,”亚吉说。 “铝财政部正在这个实用的水的生产,因为它很便宜。”

亚吉还与阿卜杜勒·阿齐兹国王城市科学和技术在沙特阿拉伯首都利雅得,其主席,王子博士工作。图尔基·沙特·穆罕默德·沙特,该技术为纳米材料和清洁能源卓越的联合研究中心的一部分。

超强吸水MOFs材料

亚吉是在金属 - 有机骨架,其是有这么多的内部通道和孔,一个糖立方体尺寸MOF可能具有一个内部表面积6个足球场的大小固体的先驱。该表面积容易吸收气体或液体,但同样重要的是,快速加热时将其释放。各种类型的MOF的已被测试的一种方式收拾更多的气体为氢气为燃料的车辆的油箱,吸收从烟囱和商店甲烷二氧化碳。

几年前,亚吉创建MOF-801,吸收,容易释放水,去年他在一个简单的收割机测试小批量,看他是否可以从周围空气中捕捉水过夜,利用太阳的热量来驱动它再使用。该收割机,通过使用小于2克财政部麻省理工学院的合作者建立,证明了概念的工作:窗户在阳光下雾了,虽然研究人员无法收回或精确地测量水。

同样收获机被运到今年年初的沙漠,同样的工作,但也只的水滴作为一个概念证明产生。

为新的纸张,365体育伯克利分校的团队 - 研究生尤金卡普斯和博士后马库斯kalmutzki和法哈德fathieh - 收集和测量的水和湿度,温度和太阳强度的变化的条件下所测试的最新一代的收割机。

收割机基本上是一个盒子内的盒子。内箱保持MOF晶粒开放于空气中吸收水分的2平方英尺床。这是在两英尺的塑料立方体透明顶部和侧面包住。顶部留在夜间开放,让空气流通,并联系财政部,但白天被替换所以该框会热起来像一个温室推动水回了财政部。释放水分凝结在外包装盒的内部,跌到了谷底,那里的研究人员用吸管收集它。

广泛的实地测试铺陈,蓝图允许工程师配置收割机在亚利桑那州,地中海或其他地方的不同情况给出了具体的MOF。

“这里的关键发展是它在低湿度工作,因为这是它在世界上的干旱地区,”亚吉说。在这些条件下,即使收割机在零度以下的露点收集水。

亚吉热切地等待下一次现场试验,这将测试铝基MOF并计划在死亡谷夏末,那里的温度达到在白天华氏110度,并保持在晚上70年代,与夜间湿度低25%。

论文的其他共同作者是研究生彼得·沃勒和晶晶阳。这项工作是由美国支持美国国家科学基金会,德国研究基金会和KACST。