دستگاه خورشیدی برای تولید آب از هوای بیابان

محققان دانشگاه ام آی تی و برکلی کالیفرنیا دستگاه جدیدی را ساختند که قادر است با استفاده از نور خورشید، از هوا، آب استخراج کند.

به گزارش علمی‌ها و به نقل از News.mit، این دستگاه جدید که در دمای محیط و با نور عادی خورشید کار می کند و هیچ گونه نیازی به منبع تامین انرژی ندارد، برای استخراج آب از هوا، از ماده خاصی موسوم به MOF بهره می برد و امکان تولید آب را در بیابان های خشک و سوزان فراهم می کند.

عملکرد این دستگاه در منطقه اسکات دیل واقع در آریزونا که در طول شب هوای آن دارای ۴۰ درصد رطوبت و در طول روز ۸ درصد رطوبت است، مورد آزمایش قرار گرفت. در این آزمایش مشخص شد تنها با اضافه کردن ماده MFO به دستگاه می توان عملکرد آن را توسعه داد.

مواد (MFO (metal-organic frameworks یا ساختارهای فلزی-آلی برخلاف مواد فلزی عادی، متشکل از ساختارهای فلزی و مولکول های آلی است که با پیوندهای خاصی یک ساختار سخت و متخلخل را ایجاد می کنند و بهترین گزینه برای ذخیره گازها و مایعات محسوب می شوند.

تاکنون بیش از ۲۰ هزار نوع ماده MFO در سراسر جهان ساخته شده و برای به دام انداختن دی اکسید کربن یا نگهداری مناسب مواد شیمیایی مانند هیدروژن و متان مورد استفاده قرار می گیرند. به گفته محققان با میزان رطوبت زیر ۱۰ درصد با این روش میتوان آب بیشتری نسبت به سایر روشها بدست آورد که ۱۰۰ درصد بیشتر از روش برداشت از مه و ۵۰ درصد بیشتر از روش خنک سازی است.

در حال حاضر این دستگاه از ماده ای موسوم به MOF-801 بهره می برد که از فلز گران قیمت زیرکونیوم ساخته شده و قادر است ۲۰۰ میلی لیتر آب را به ازای هر کیلوگرم ماده MFO از هوا استخراج کند. اما محققان ماده MFO جدیدی با استفاده از آلومینیوم ساخته اند که ۳۰۳ بار ارزان تر از ماده کنونی است و گفته می شود قابلیت آن در جذب آب، دو برابر ماده فعلی است.

ساختار این دستگاه به گونه ای است که هوا از بین کریستال های MFO عبور می کند و مولکول های آب به سطح درونی آن متصل می شوند و در قالب گروه هایی هشت تایی به شکل مکعب تجمیع می شوند. گرمای خورشید MFO را گرم کرده و مولکول های آب را به سوی بخش متراکم کننده که دمای یکسان با هوای بیرون دارد، هدایت می کند. در این مرحله بخار آب متراکم شده و به صورت مایع در می آید و به درون یک مخزن می ریزد.