Jen si představte, že můžete odebrat vodu ze vzduchu, aniž byste byli připojeni k jakékoli elektrické síti. Zní to neuvěřitelně, zvláště pokud to funguje tam, kde je vzduch velmi suchý, například v pouštích a stepních oblastech světa. Takové zařízení bylo skutečně vyvinuto a nejlepší na tom je, že nepoužívá téměř žádné mechanické části nebo složitou elektroniku a pracuje výhradně z přímého slunečního světla (nikoli solárních článků).
Vědci na Massachusetts Institute of Technology používali strukturu známou jako organická kovová struktura (MOF) pro sběr vody přímo ze vzduchu (při hladinách vlhkosti pouhých 20%). Tato hladina vlhkosti se běžně vyskytuje v nejsušších oblastech světa. Prototyp dokázal extrahovat 2,8 litru vody denně při vzdušné vlhkosti 20 až 30%.
MOF struktura: Žluté kuličky představují dutiny ve struktuře, které shromažďují vodu. Zdroj: UC Berkeley / Berkeley Lab
MOF jsou mřížkové struktury složené z organických sloučenin a kovových částic a byly oblíbené od svého vynálezu asi před 20 lety. V závislosti na struktuře MOF a výchozích materiálech mohou být určité molekuly velmi spolehlivě uloženy v pórech této struktury. Mohou to být plyny z vodíku do metanu. Jejich hustota skladování na jednotku objemu je vyšší, než kdyby byly plyny stlačovány ve velkých dutých nádržích. Od svého vynálezu na kalifornské univerzitě v Berkeley bylo vyvinuto více než 20 000 různých příkazů MOF. MOF použité pro tento sběrač vody se skládá z zirkonia a kyseliny adipové, které vážou vodní páru.
Na prvním obrázku vidíte konstrukci sběrače vody. Uvnitř je asi 1 kg krystalů MOF lisovaných mezi horní vrstvou absorbující světlo a spodní kondenzátorovou deskou. Když okolní vzduch prochází porézním MOF, molekuly vody se připojují k vnitřním povrchům. Sluneční světlo vstupující přes průsvitné okno v horní části zařízení zahřívá MOF a přesouvá ohřátou vodu směrem ke kondenzátoru, který je při okolní teplotě, přes tepelné potrubí a radiátor pod zařízení. Pára kondenzuje a voda proudí do kolektoru. Princip je jednoduchý a efektivní. Pokud lze tyto vlastnosti stabilizovat, jedná se o skutečný průlom v inteligentním využití sluneční energie bez solárních FV článků.
Autor překladu Sergey Smyshlyaev