伯克利大學科研團隊又出黑科技,能在沙漠裡「憑空造水」

據報道,伯克利大學一個科研團隊正在研發一種不需要電力,在沙漠的乾燥空氣中也能採水的設備。

此前也有很多方法從空氣中收集水,但他們大都需要更換電源或部件,但Omar Yaghi教授帶頭研發的這項黑科技則不需要。

人們稱其為“水分收割機”,這臺機器的秘密不在於太陽能集中器或低摩擦的風扇,而在於新材料。創始人Yaghi是一位化學家,他創造了一種所謂的金屬有機框架,即MOF。

伯克利大學科研團隊又出黑科技,能在沙漠裡“憑空造水”

本質上MOF是一種由微小晶體制成的粉末,其內部結構非常奇特,有著極其複雜的摺疊、交錯,且有吸附作用,可以收集儲存水分子。溫度下降時,水分子會被MOF抓住,溫度再次升高時,水分子又被釋放到空氣中。

在去年的一個小型公開實驗中,該團隊展示了初步成果,一晝夜收集了3盎司水。

實驗中,Yaghi和同事製作了一個盒子,每一面大約有兩英尺長,上面有一層暴露在空氣中的MOF。夜間氣溫下降、溼度上升,水被困在MOF裡。早晨太陽的熱量把水從MOF中帶走,隨後冷凝在盒子兩邊,盒子裡有特殊材質來促成低溫冷凝。

伯克利大學科研團隊又出黑科技,能在沙漠裡“憑空造水”

如上圖所示,MOF位於內部箱體內部,頂部有鋁箔包裹,用於保持外部箱體足夠冷,以冷凝MOF收集到的水蒸氣。即便能夠收集水分,但很明顯,收集到的水分實在太少了。

為了捕獲更多的水分子,團隊對試驗設備進行了改造。

此前MOF使用的是zicronium,現在,他們對一種以氧化鋁為基礎的MOF(即MOF-303)進行了測試。由此,設備成本將降低99%,並且獲取更多的水——據團隊表示,新一代“水分收割機”每天能從一公斤MOF中生產超過400毫升(3杯)水。

Yaghi表示,相應的商業產品也正在開發中。此外,團隊計劃於今年夏天在Dead Vally進行更多的機械改進測試,包括對新的“鋁基MOF”材料的測試。據瞭解,該實驗地點白天溫度在110華氏度,夜間70華氏度,夜間溼度低至25%。對Yaghi和他的設備而言,高溫、低溼度的環境充滿了挑戰。

Yaghi此前曾對媒體表示,已經和沙特的「阿卜杜勒阿齊茲國王科學技術城」及其總裁Turki Saud Mohammad Al Saud博士就該技術進行合作,雙方將共同研究納米材料、成立清潔能源中心。同時,這項研究也得到了美國國家科學基金會、德國研究基金會和KACST的支持。


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