Ta drewniana gąbka może ugasić pragnienie nawet na najbardziej suchych pustyniach
Wyobraź sobie urządzenie, które – bez użycia prądu – potrafi pozyskiwać wodę bezpośrednio z powietrza, nawet w najbardziej suchych rejonach świata. To nie science fiction, a rzeczywistość stworzona przez naukowców z RMIT University w Melbourne oraz Zhejiang A&F University w Chinach, którzy połączyli siły i opracowali nowy materiał przypominający gąbkę, który pochłania wilgoć z atmosfery i uwalnia ją w formie czystej wody pitnej, wykorzystując w tym procesie jedynie energię słoneczną.
Czytaj też: Szalony pomysł. To ogniwo paliwowe będzie napędzać samoloty elektryczne oraz…
Sednem tego przełomowego odkrycia jest kompozytowy materiał wykonany z przetworzonego drewna balsy, a więc gatunku znanego ze swojej naturalnej porowatości. Naukowcy potraktowali to drewno chlorkiem litu, czyli solą o silnych właściwościach higroskopijnych, dzięki czemu taki duet przyciąga i zatrzymuje cząsteczki wody z powietrza. Dodatkowo w strukturę materiału wprowadzili nanocząsteczki tlenku żelaza oraz warstwę nanorurek węglowych, które zwiększają zdolność pochłaniania promieniowania słonecznego i przekształcania go w ciepło, co z kolei ułatwia uwalnianie zgromadzonej wody.
Jak działa i jak skuteczny jest ten materiał?
Urządzenie działa w prostym, ale efektywnym cyklu. W nocy lub w chłodniejszych warunkach materiał chłonie wilgoć z powietrza. Gdy tylko zostaje wystawiony na działanie światła słonecznego, uwięziona woda zostaje uwolniona jako para wodna, która następnie skrapla się w specjalnym pojemniku z kopułową pokrywą i systemem chłodzenia. Proces ten zachodzi nawet przy wilgotności względnej wynoszącej zaledwie 30% i temperaturach od 5°C do 55°C.
Czytaj też: Na obrzeżach Układu Słonecznego czai się nieznany obiekt. Był ukryty za Plutonem
Testy laboratoryjne wykazały, że materiał może wchłonąć około 2 mililitrów wody na gram przy wilgotności na poziomie 90%, uwalniając niemal całą tę ilość w ciągu 10 godzin ekspozycji na słońce. W praktyce dziewięć małych kostek o masie 0,8 grama każda może wytworzyć 15 ml wody na cykl. Próby terenowe przyniosły jeszcze lepsze wyniki, bo podczas nich pozyskano 2,5 ml na gram materiału przez noc i osiągnięto dzienną wydajność rzędu 94%. Jednym z najbardziej obiecujących aspektów tej technologii jest z kolei trwałość i elastyczność. Materiał zachowuje bowiem pełną funkcjonalność nawet po 20 dniach przechowywania w temperaturze -20°C, a jego efektywność spada jedynie o 12% po 10 kolejnych cyklach absorpcji i uwalniania. Konstrukcja umożliwia na dodatek łatwą skalowalność, bo od zastosowań indywidualnych w odległych rejonach po większe instalacje dla lokalnych społeczności.
Rewolucyjny potencjał drewnianej gąbki
Innowacja ta niesie ogromny potencjał w walce z globalnym niedoborem wody, a to szczególnie w regionach pozbawionych dostępu do niezawodnych źródeł wody. Zastosowanie łatwo dostępnych i tanich materiałów, takich jak drewno balsy oraz całkowita niezależność od dostępu do energii elektrycznej, czynią z tego rozwiązania technologię wyjątkowo dostępną. Co więcej, projektowanie materiału z wykorzystaniem sztucznej inteligencji pozwoliło zoptymalizować jego działanie w różnych warunkach środowiskowych. Aktualnie wprawdzie urządzenie pozostaje w fazie prototypu, ale trwają już rozmowy z partnerami przemysłowymi na temat możliwości produkcji na szerszą skalę i wdrażania w realnych warunkach. Są więc szanse, że to nie ostatni raz, kiedy słyszymy o tym słonecznym gąbkopodonym urządzeniu.