یک ماده متخلخل جدید میتواند به ازای هر یک کیلوگرم از وزن خود، روزانه تا ۰.۵ گالن (حدود ۱.۸ لیتر) آب از هوا برداشت کند و همزمان به بهبود سامانههای سرمایشی کممصرف کمک کند.
به گزارش سیناپرس، دانشمندان مادهای جدید ساختهاند که روزانه ۱.۸ لیتر آب آشامیدنی از هوا استخراج میکند. دانشمندان دانشگاه کیل (Kiel) در آلمان مادهای شبیه اسفنج را توسعه دادهاند که میتواند آب آشامیدنی را از هوا استخراج کند و اکنون نشان دادهاند که این ماده را میتوان در مقیاس بسیار بزرگتر تولید کرد. یافتههای این پژوهش، سامانهای را معرفی میکند که میتواند به تامین آب در مناطق خشک اطراف دریای مدیترانه کمک کند و فناوریهای سرمایشی کممصرف را بهبود دهد.
پژوهشگران میگویند این ماده حتی در شرایط رطوبت پایین نیز میتواند رطوبت هوا را جذب کند و با مقدار نسبتا کمی گرما، آب ذخیرهشده را آزاد سازد؛ ویژگیای که آن را برای چرخههای تکرارشونده برداشت آب مناسب میکند. نتایج جدید همچنین نشان میدهد که تولید این ماده دیگر محدود به نمونههای آزمایشگاهی نیست و به استفاده تجاری نزدیکتر شده است.
تمرکز این پژوهش بر چارچوبهای فلزی-آلی (Metal-Organic Frameworks یا MOF) است؛ موادی بسیار متخلخل که توانایی جذب و آزادسازی حجم زیادی از آب را دارند. شبکه میکروسکوپی حفرههای به هم پیوسته در این مواد، به آنها اجازه میدهد رطوبت را به سرعت به دام بیندازند؛ مشابه عملکرد یک اسفنج که آب را جذب میکند.
تیم دانشگاه کیل در حال توسعه نوعی چارچوب فلزی-آلی به نام CAU-10-H است که نام آن از دانشگاه کیل گرفته شده؛ جایی که این ماده نخستین بار در آن کشف شد. این ماده در دمای اتاق، زمانی که رطوبت نسبی هوا حداقل ۱۸ درصد باشد، آب موجود در هوا را جذب میکند. سپس با گرم شدن تا حدود ۷۰ درجه سانتیگراد (۱۵۸ درجه فارنهایت)، آب ذخیره شده را آزاد میکند.
پژوهشگران همچنین این چارچوب آلی-فلزی را با ساختارهای رسانای کربنی ترکیب کردند. این ترکیب باعث میشود ماده بتواند با استفاده از برق یا نور خورشید بهطور موثر گرم شود، آب را سریعتر آزاد کند و چرخههای مکرر عملکردی را تنها در چند ساعت کامل کند.
آزمایشها نشان دادند که ماده ترکیبی میتواند به ازای هر یک گرم ماده، ۰.۱۷ گرم آب جذب کند. در شرایط خشک، یک کیلوگرم (۲.۲ پوند) از این ماده قادر است روزانه تا ۱.۸ لیتر (۶۰.۸ اونس) آب آشامیدنی تولید کند.
علاوه بر تولید آب، پژوهشگران دریافتند که این ماده میتواند سامانههای سرمایشی را نیز بهبود دهد. در کاربردهای سرمایشی مبتنی بر جذب رطوبت، CAU-10-H عملکرد سرمایشی تا سه برابر بهتر از ژل سیلیکای معمولی نشان داد؛ مادهای که به طور گسترده برای جذب رطوبت استفاده میشود.
به نقل از ایسنا، این تیم معتقد است سامانههای سرمایشی آینده میتوانند از گرمای تلف شده مراکزی مانند دیتاسنترها یا نانواییها برای تامین انرژی مورد نیاز این فرایند استفاده کنند و میزان انرژی مصرفی برای تهویه مطبوع را کاهش دهند.
پژوهشگران همچنین در زمینه تولید این ماده در مقادیر بیشتر پیشرفت کردهاند؛ اقدامی که برای نزدیک شدن این فناوری به مرحله تجاریسازی اهمیت دارد.
