Dostęp do czystej wody pitnej to jedno z największych wyzwań humanitarnych XXI wieku – szczególnie w rejonach dotkniętych klęskami żywiołowymi. Transport wody jest logistycznie skomplikowany i kosztowny, a brak dostępu do sieci energetycznej wyklucza wiele zaawansowanych technologii. Dlatego zespół badaczy z RMIT University w Melbourne oraz pięciu chińskich instytucji opracował nowatorskie rozwiązanie, które może odmienić reguły gry: lekkie, tanie, “gąbczaste” urządzenie do pozyskiwania wody bezpośrednio z powietrza.
Czytaj też: Lód i ogień w jednym materiale? Naukowcy dokonali niemożliwego
Materiał nosi nazwę WLG-15 i jest kompozytem opartym na porowatym drewnie balsowym, chlorku litu i nanocząstkach tlenku żelaza. Całość działa w prostym mechanizmie opartym o energię słoneczną. Otwarta pokrywa pozwala pochłaniać wilgoć z powietrza, a po jej zamknięciu promienie Słońca uruchamiają proces parowania i skraplania, zbierając wodę do kubka wewnątrz urządzenia.
WLG-15 to gąbczasty materiał przyszłości
W uproszczeniu: chlorek litu intensywnie przyciąga wodę z otoczenia. Porowate drewno transportuje wilgoć do powierzchni, gdzie nanocząstki tlenku żelaza absorbują promieniowanie słoneczne, zamieniając ją w parę. Kopułkowa pokrywka i system chłodzenia (płytka chłodząca, blok cieplny i wentylator zasilany Słońcem) kondensują parę wodną z powrotem do cieczy. Efekt? Woda pitna – bez sieci elektrycznej, rur czy pomp.
Czytaj też: Zapomnij o klasycznym betonie. Materiał z bakterii i grzybów zastąpi go w ciągu 10 lat
W testach laboratoryjnych, przy wilgotności 90 proc., materiał zbierał średnio 2 ml wody na gram masy. Dziewięć lekkich kostek WLG-15 – każda waży mniej niż gram – potrafiło uwolnić do 15 ml wody w ciągu kilku godzin. Choć ilość może wydawać się symboliczna, technologia daje się łatwo skalować. Można z niej budować większe moduły lub całe pola zbierające wodę.
Pozyskiwanie wody z powietrza nie jest koncepcją nową – już teraz funkcjonują tzw. atmosferyczne generatory wody (AWG), zdolne do produkcji nawet setek litrów wody dziennie. Ale ich mankamenty są poważne: koszt zakupu sięga kilkunastu tysięcy dolarów, a potrzeba ciągłego zasilania czyni je niepraktycznymi w odległych, dotkniętych katastrofą obszarach bez sieci energetycznej.
Co więcej, AWG wymagają wilgotności powyżej 60 proc., by działać efektywnie – co nie zawsze jest możliwe w suchym klimacie. W przeciwieństwie do nich, WLG-15 działa również w chłodniejszych warunkach. Jak zauważył współautor badania, dr Junfeng Hou z Zhejiang A&F University, materiał utrzymuje swoją wydajność nawet po wielotygodniowym przechowywaniu w temperaturach poniżej zera i może być używany wielokrotnie bez znaczącej utraty efektywności.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Journal of Cleaner Production. Obecnie zespół pracuje nad stworzeniem większych prototypów we współpracy z przemysłem. W przyszłości takie urządzenia mogłyby trafić do zestawów ratunkowych, służyć rolnikom w suchych rejonach, a nawet stać się elementem wyposażenia domów w regionach z ograniczonym dostępem do wody.
Dzięki zastosowaniu taniego i powszechnie dostępnego drewna balsowego, koszt produkcji WLG-15 ma być znacznie niższy niż w przypadku komercyjnych rozwiązań AWG. Do tego dochodzi minimalna potrzeba konserwacji i brak konieczności użycia specjalistycznych części zamiennych. Skalowalność i prosta konstrukcja czynią tę technologię wyjątkowo obiecującą.