Ультразвуковая система повышает эффективность сбора атмосферной воды на 45×
Сбор воды в атмосфере открывает большие перспективы для решения проблемы глобального дефицита воды, но перед ним стоит серьезное препятствие - неэффективность использования энергии. Нынешние системы полагаются на тепло, чтобы испарить попавшую в ловушку влагу - медленный процесс, который потребляет огромное количество энергии. Теперь инженеры Массачусетского технологического института преодолели этот "тепловой предел", создав устройство, которое использует ультразвуковые волны для извлечения воды.
Новый метод, подробно описанный в журнале Nature Communications, заменяет тепло механическими колебаниями. Исследовательская группа под руководством Икры Ифтехар Шуво разработала пьезоэлектрический актуатор, работающий на высоких частотах. Когда насыщенный водой гидрогель помещается на устройство, ультразвуковые волны разрушают слабые связи, удерживающие молекулы воды в гидрогеле. Возмущение создает импульс, который высвобождает воду в жидком, а не парообразном состоянии.
Полученные результаты имеют большое значение для области сбора атмосферной воды. Исследователи сообщают, что этот вибрационный метод в 45 раз более энергоэффективен, чем современные тепловые системы. В ходе испытаний устройство успешно извлекло воду всего за несколько минут, тогда как термическая десорбция обычно занимает несколько часов.
Эта технология позволяет преодолеть высокие энергетические затраты и низкую производительность, которые препятствовали широкому распространению атмосферного сбора воды. Команда предполагает, что эти приводы могут питаться от небольших солнечных батарей, что позволит обеспечить непрерывное децентрализованное производство воды для засушливых районов и зон стихийных бедствий.
Люди давно ищут способы сбора воды из атмосферы, которая может стать большим источником воды, особенно для пустынных регионов и мест, где нет даже соленой воды для опреснения. Теперь у нас есть способ быстро и эффективно добывать воду. - Светлана Борискина, автор-корреспондент исследовательской статьи.
