Jak przypominają naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT), na Ziemi aż 2,2 mld ludzi ma niedostatecznie dobry dostęp do wody pitnej. Kłopoty w tym zakresie ma nawet 46 mln mieszkańców USA.

Mając na uwadze te potrzeby, zespół z MIT skonstruował urządzenie, które samoczynnie, bez nakładu energii, wychwytuje i skrapla wodę obecną w atmosferze.

Wynalazek składa się z silnie absorbującego wodę hydrożelu i powierzchni chłodzącej zamkniętych w szklanej obudowie. Nocą, przy większej wilgotności, żel pochłania wodę, a za dnia, gdy świeci słońce, oddaje ją w postaci pary, która skrapla się na szkle i spływa w dół rurką jako czysta i zdatna do picia woda.

Co kluczowe, system ten działa samodzielnie, bez potrzeby zasilania.

Zespół testował urządzenie przez ponad tydzień w Dolinie Śmierci w Kalifornii — najbardziej suchego miejsca w Ameryce Północnej.

Nawet przy bardzo niskiej wilgotności powietrza prototypowe urządzenie o powierzchni pół metra kwadratowego było w stanie wydobywać z niego wodę pitną w ilości do 160 mililitrów (czyli około dwóch trzecich szklanki) dziennie.

Zespół szacuje, że wiele takich paneli ustawionych w małej instalacji mogłoby pasywnie zaopatrywać gospodarstwo domowe w wodę pitną nawet w suchym, pustynnym środowisku.

Co więcej, wydajność systemu powinna wzrastać wraz z wilgotnością powietrza, jeszcze łatwiej dostarczając wodę pitną w klimacie umiarkowanym i tropikalnym.

"Zbudowaliśmy urządzenie mniejsze niż metr, które mamy nadzieję wdrożyć w regionach o ograniczonych zasobach, gdzie nawet ogniwa słoneczne są trudno dostępne" — mówi prof. Xuanhe Zhao, współautor publikacji, która ukazała się w piśmie "Nature Water".

"To była próba przed przeskalowaniem tej technologii. Teraz będzie można budować te urządzenia je w jeszcze większych rozmiarach lub tworzyć równoległe panele, aby dostarczać wodę pitną i realnie oddziaływać na ludzkie życie" – dodaje.

Podobne urządzenia były budowane już wcześniej, ale zwykle zamiast hydrożelu stosowano w nich tzw. sieci metaloorganiczne, które, jak podkreślają badacze, mają większe ograniczenia w zakresie gromadzenia pary wodnej. Stosowano też hydrożele zawierające sole, takie jak chlorek litu, które przenikały do wody u trzeba było je dodatkowo usuwać.

Nowe urządzenie jest pozbawione tych wad. Co prawda żel też zawiera sól, ale dodany do niego glicerol skutecznie ją stabilizuje.

Inne ulepszenie polega na tym, że zamiast płaskiej struktury żelu utworzono liczne, nieduże, kopułkowate struktury, zwiększające ilość gromadzonej pary.

W swoim urządzeniu naukowcy widzą jeszcze wiele miejsca na udoskonalenia.

"To na razie tylko projekt koncepcyjny i jest wiele rzeczy, które możemy zoptymalizować. Na przykład moglibyśmy zastosować konstrukcję z wieloma panelami. Pracujemy też nad nową generacją materiału, aby jeszcze bardziej poprawić jego właściwości" – mówi prof. Chang Liu, współautorka wynalazku.

"Wyobrażamy sobie, że pewnego dnia będzie można rozmieścić całą instalację złożoną z takich paneli, przy czym jej powierzchnia będzie bardzo niewielka, ponieważ wszystkie panele będą ustawione pionowo. Wtedy można będzie utrzymywać wiele paneli działających jednocześnie i stale zbierających wodę — w skali gospodarstwa domowego" – podkreśla prof. Zhao, który planuje dalsze testy prowadzone różnych regionach o ograniczonych zasobach. (PAP)

mat/ zan/