Новое устройство превращает теплый атмосферный воздух в питьевую воду

к Лиам О'Коннор
10 Комментарии
Hydrogel Water Generation

Ученые из Техасского университета разработали гидрогель, способный генерировать питьевую воду из атмосферной влаги, используя солнечный свет для получения энергии. Эта инновационная технология, которую можно преобразовать в эффективные микрогели, предлагает жизнеспособную портативную альтернативу решению проблемы глобального дефицита воды. Выше представлен образец воды, полученный с использованием этого геля. Благодарность: Техасский университет в Остине.

Для многих регионов мира, страдающих от нехватки воды, появляется многообещающее решение: возможность легко превращать теплый воздух в питьевую воду.

В последние годы исследователи из Техасского университета в Остине изучали содержание влаги в воздухе как перспективный источник воды для населения, страдающего от засухи. В своем последнем исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, они достигли важной вехи: разработали гидрогель с молекулярной структурой, способный генерировать очищенную воду исключительно за счет солнечной энергии.

Оглавление

Использование солнечной энергии для производства воды

Ученым удалось извлечь влагу из атмосферы и превратить ее в питьевую воду с помощью солнечной энергии при температуре всего 104 градуса по Фаренгейту. Это особенно актуально для климата Техаса, а также других регионов мира. Это означает, что люди в районах с высокими температурами и ограниченным доступом к чистой воде потенциально могут использовать это устройство на открытом воздухе, и оно будет автономно генерировать воду, не требуя дополнительных затрат энергии.

«Благодаря нашему усовершенствованному гидрогелю мы не просто извлекаем воду из атмосферы. Мы делаем это чрезвычайно быстро и с минимальными затратами энергии», — заявил Гуйхуа Юй, профессор материаловедения и инженерии на факультете машиностроения Уокера Инженерной школы Кокрелла и Техасском институте материалов. «Интригующим аспектом нашего гидрогеля является его способность выделять воду. Например, во время знойного лета в Техасе мы можем полагаться исключительно на естественные колебания температуры, устраняя необходимость в каких-либо дополнительных механизмах обогрева».

Характеристики прототипа устройства

Устройство способно производить от 3,5 до 7 килограммов воды на килограмм гелевого вещества, в зависимости от преобладающих условий влажности.

Достижения в области микрогеля и коммерческие перспективы

Примечательной особенностью этого исследования является универсальность гидрогеля при трансформации в микрочастицы, известные как «микрогели». Эта метаморфоза повышает скорость и эффективность устройства, приближая его к практическому применению.

«Благодаря преобразованию гидрогеля в частицы микроразмера процесс захвата и высвобождения воды становится значительно быстрее», — сказал Вейсинь Гуан, аспирант лаборатории Ю и один из руководителей исследований. «Это приводит к появлению новой категории высокоэффективных сорбентов, которые могут существенно увеличить производство воды за счет нескольких ежедневных циклов».

Будущие усилия сосредоточены на совершенствовании технологии с целью коммерциализации. Одно из направлений деятельности — инженерная оптимизация микрогелей для достижения большей эффективности. Команда стремится масштабировать технологию, стремясь превратить свои открытия в осязаемые, масштабируемые решения, которые могут предложить недорогие портативные средства производства чистой питьевой воды во всем мире. Это окажет преобразующее воздействие на такие страны, как Эфиопия, где почти 601 TP4T населения не имеют элементарного доступа к чистой воде.

«Наша главная цель — сделать эту технологию доступной для людей во всем мире, особенно для тех, кто живет в засушливых регионах и нуждается в быстром и постоянном доступе к питьевой воде», — прокомментировал Ясюань Чжао, еще один аспирант лаборатории Юя.

Дальнейшие усилия включают разработку альтернативных версий устройства, состоящих из органических материалов, что позволит снизить производственные затраты при массовом производстве. Переход к коммерчески осуществимым конструкциям сопряжен с такими проблемами, как расширение производства влагопоглощающего сорбента и обеспечение долговечности устройства в течение ожидаемого срока службы. Команда также сосредоточена на том, чтобы сделать устройства портативными для различных сценариев применения.

Благодарности

Этот проект получает поддержку в виде премии Нормана Хакермана в области химических исследований от Фонда Уэлча и премии Камиллы Дрейфус для преподавателей и ученых.

Ссылка: «Молекулярно-ограниченная гидратация в термочувствительных гидрогелях для эффективного сбора атмосферной воды», авторы Вэйсинь Гуань, Ясюань Чжао, Чусинь Лэй и Гуйхуа Юй, от 11 сентября 2023 г., Труды Национальной академии наук. DOI: 10.1073/pnas.2308969120.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) о производстве гидрогелевой воды

Какую главную инновацию представили исследователи Техасского университета?

Основная инновация — гидрогель, способный генерировать питьевую воду из атмосферной влаги, используя солнечную энергию в качестве источника энергии.

Как эта технология потенциально может решить проблему глобальной нехватки воды?

Эта технология гидрогеля предлагает жизнеспособную портативную альтернативу решению проблемы нехватки воды путем преобразования атмосферной влаги в питьевую воду, используя исключительно солнечную энергию.

Какова роль солнечной энергии в производстве воды на основе гидрогеля?

Солнечная энергия служит единственным источником энергии, необходимым гидрогелю для улавливания влаги из атмосферы и преобразования ее в питьевую воду.

Насколько эффективна эта новая технология гидрогеля?

Устройство может производить от 3,5 до 7 килограммов воды на килограмм гидрогеля, в зависимости от преобладающих условий влажности.

Что такое микрогели и почему они важны?

Микрогели представляют собой частицы микроразмера, полученные из гидрогеля. Они повышают скорость и эффективность улавливания и выпуска воды, приближая технологию к практическому применению.

Предназначена ли эта технология для коммерциализации?

Да, исследователи сосредоточены на оптимизации технологии с целью коммерциализации. Они особенно заинтересованы в расширении его масштабов, чтобы предложить недорогой портативный метод производства чистой питьевой воды во всем мире.

В каких условиях может работать это устройство?

Устройство может работать в условиях температуры до 104 градусов по Фаренгейту, что делает его особенно актуальным для регионов с высокими температурами и ограниченным доступом к чистой воде.

Кто является основной целевой аудиторией этой технологии?

Основная целевая аудитория включает людей, живущих в засушливых регионах и странах, где нехватка воды является острой проблемой, например, в Эфиопии, где почти 60% населения не имеют элементарного доступа к чистой воде.

Планируются ли версии устройства из органических материалов?

Да, команда работает над разработкой альтернативных версий устройства, состоящих из органических материалов, чтобы снизить производственные затраты при массовом производстве.

С какими проблемами сталкиваются исследователи, пытаясь сделать устройство коммерчески жизнеспособным?

Среди задач – масштабирование производства влагопоглощающего сорбента и обеспечение долговечности устройства в течение ожидаемого срока службы. Исследователи также сосредоточены на том, чтобы сделать устройства портативными для различных сценариев применения.

Подробнее о производстве гидрогелевой воды

Вам также может понравиться

10 Комментарии

Генри Ли 1ТП2Т - 1ТП3Т

Поразительно, но как насчет обслуживания и срока службы? Нет смысла, если он сломается через месяц.

Отвечать
Эмили Уильямс 1ТП2Т - 1ТП3Т

Ого, поговорим об инновациях! если эта технология будет коммерциализирована, она станет спасательным кругом для многих людей по всему миру.

Отвечать
Лора Дэвис 1ТП2Т - 1ТП3Т

В этом и заключается суть науки — решение проблем реального мира. Я хочу, чтобы это стало мейнстримом как можно скорее!

Отвечать
Нина Скотт 1ТП2Т - 1ТП3Т

Наконец-то хорошие новости в 2023 году! Но да, интересно узнать стоимость и как скоро он станет доступен публике.

Отвечать
Уильям Харрис 1ТП2Т - 1ТП3Т

Это только начало, но как насчет остальных предметов первой необходимости? Если им удастся это осуществить, смогут ли они сделать то же самое с едой или другими ресурсами?

Отвечать
Сара Джонсон 1ТП2Т - 1ТП3Т

Солнечная энергия И решение проблемы нехватки воды? это убивает двух зайцев одним выстрелом. Запишите меня.

Отвечать
Джон Смит 1ТП2Т - 1ТП3Т

Ух ты, вот это меняет правила игры. Не могу поверить, что им удалось получить воду из воздуха! Будущее выглядит светлым.

Отвечать
Кэти Андерсон 1ТП2Т - 1ТП3Т

Невероятно, но меня немного беспокоит воздействие массового производства этих гидрогелей на окружающую среду. Есть какая-нибудь информация об этом?

Отвечать
Майк Браун 1ТП2Т - 1ТП3Т

Выглядит многообещающе, но давайте посмотрим, как это масштабируется. Успех в лаборатории не всегда означает применение в реальной жизни, понимаешь?

Отвечать
Роберт Грин 1ТП2Т - 1ТП3Т

Довольно круто, но как насчет стоимости? Нет смысла, если это недоступно для тех, кто действительно в этом нуждается.

Отвечать

Оставить комментарий

* Используя эту форму, вы соглашаетесь с хранением и обработкой ваших данных на этом сайте.

1ТП1Т — веб-ресурс, посвященный предоставлению актуальной информации о быстро меняющемся мире науки и технологий. Наша миссия — сделать науку и технологии доступными для всех через нашу платформу, объединяя экспертов, новаторов и ученых, чтобы поделиться своими знаниями и опытом.

Подписаться

Подпишитесь на мою рассылку, чтобы получать новые сообщения в блоге, советы и новые фотографии. Давайте оставаться в курсе!

© 2023 1ТП1Т

ru_RUРусский