טכנולוגיה מהפכנית שואבת ליטרים של מים מהאוויר הדליל ללא תחזוקה

קוצר מים חדש המופעל על ידי שמש שפותח על ידי KAUST משתמש במחזור מקיים את עצמו בהשראת תהליכים צמחיים טבעיים כדי להפיק מים ביעילות מהאוויר, ללא צורך בתחזוקה ידנית ומבטיח פתרונות מים סבירים לאזורים צחיחים.

גם באזורים הצחיחים של העולם יש בדרך כלל מעט לחות באוויר. ללחות זו יש פוטנציאל לספק מים חיוניים לשתייה ולהשקיה. עם זאת, הוצאת מים מהאוויר היא מאתגרת. חוקרי KAUST פיתחו טכנולוגיה חדשה שיכולה לחלץ באופן עקבי ליטרים של מים מאוויר דליל בכל יום מבלי להזדקק לתחזוקה ידנית קבועה.

קצירת מים מהאוויר אינה רעיון חדש, ואפילו לא טכנולוגיה חדשה, אבל מערכות קיימות המופעלות על ידי שמש הן מסורבלות.

מקצרים המונעים על ידי שמש פועלים במחזור דו-שלבי. תחילה חומר סופג לוכד מים מהאוויר, ולאחר שהוא רווי, המערכת אטומה ומחוממת באור השמש כדי לחלץ את המים שנלכדו. החלפה בין שני השלבים דורשת עבודה ידנית או מערכת מיתוג, מה שמוסיף מורכבות ועלות. הקוצר החדש שפותח ב-KAUST אינו דורש אף אחד מהם – הוא מחליף באופן פסיבי בין שני השלבים כך שהוא יכול להסתובב ברציפות ללא התערבות.

עיצוב חדשני בהשראת הטבע

"ההשראה הראשונית שלנו הגיעה מהתבוננות בתהליכים טבעיים: באופן ספציפי כיצד צמחים מעבירים ביעילות מים מהשורשים אל העלים שלהם דרך מבנים מיוחדים", אומר הפוסט-דוקטורט Kaijie Yang, שהוביל את המחקר.

זה נתן לצוות את הרעיון המרכזי למערכת החדשה שלהם. "במערכת שלנו, גשרי הובלה המונית ממלאים תפקיד מכריע כחיבור בין 'החלק הפתוח' ללכידת מים אטמוספריים לבין 'החלק הסגור' לייצור מים מתוקים", מסביר יאנג.

גשרי הובלה המונית הם אוסף של מיקרו-תעלות אנכיות מלאות בתמיסת מלח הסופחת מים. תמיסת המלח העשירה במים נמשכת במעלה התעלה על ידי אותה פעולה נימית המושכת מים אל גבעולים של צמחים, ואז תמיסת המלח המרוכזת מתפזרת בחזרה למטה כדי לאסוף עוד מים. "על ידי אופטימיזציה של הובלת מסה וחום בתוך המערכת, שיפרנו את היעילות והיעילות שלה", אומר Tingting Pan, פוסט דוקטורט נוסף שעבד על הפרויקט.

במהלך בדיקת המערכת ב ערב הסעודית, כל מטר רבוע הפיק 2-3 ליטר מים ליום במהלך הקיץ, וכ-1-3 ליטר ליום בסתיו. במהלך הבדיקות הצוות הפעיל את המערכת במשך מספר שבועות ללא צורך בתחזוקה. הם גם הראו שהוא יכול לשמש כמקור נקודתי ישיר להשקיית כרוב סיני ועצי מדבר.

"החומרים בהם השתמשנו היו בד מנדף מים, מלח היגרוסקופי בעלות נמוכה ומסגרת על בסיס פלסטיק. בחרנו את החומרים בשל סבירותם וזמינותם, ולכן אנו צופים שהעלות משתלמת עבור יישום בקנה מידה גדול באזורים בעלי הכנסה נמוכה", אומר Qiaoqiang Gan, אחד הכותבים הבכירים של המחקר.