استفاده محققین از هوا برای تامین آب مورد نیاز

بهره‌برداری از هوا برای تولید آب آشامیدنی پاک. محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) فناوری‌ای را توسعه داده‌اند که می‌تواند بخار آب جوی را حتی در خشک‌ترین مناطق جهان به منبع آب گرانبها - آب آشامیدنی- تبدیل کند.

حتی در بیابان: چگونه محققان به راحتی آب آشامیدنی پاک را از هوا استخراج می‌کنند

در سراسر جهان، تقریباً از هر چهار نفر، یک نفر به آب آشامیدنی سالم دسترسی ندارد. کلان‌شهر کیپ‌تاون پیش از این به «روز صفر»نزدیک شده بود - رویدادی که تهدید می‌کرد کل منبع آب شهر از بین برود. و در اینجا نیز، آب به کالایی گرانبها تبدیل می‌شود: محصولات کشاورزی و درختان از خشکسالی رنج می‌برند و در برخی موارد، روستاها در سال‌های اخیر مجبور بوده‌اند به منابع آب خارجی متکی باشند.

دولت فدرال آلمان یک استراتژی ملی آب راه‌اندازی کرده است که هدف آن تأمین آب در درازمدت است. آب بر سر زبان همه است و محققان در حال کار بر روی فناوری‌های نوآورانه برای بهره‌برداری از این منبع گرانبها هستند.

مانند یک سلول خورشیدی، فقط برای آب

محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT)  در کمبریج، ایالات متحده، اکنون نوعی پنل خورشیدی برای آب آشامیدنی ساخته‌اند. این پنل به اندازه یک پنجره است، به صورت عمودی روی زمین قرار می‌گیرد و حاوی هیدروژل است. این ژل حاوی مقدار زیادی آب است. این ژل مراقبت از زخم برای ما آشناست: رطوبت موجود در ژل، بهبود زخم را تسریع می‌کند.

هیدروژل‌ها همچنین می‌توانند مولکول‌های آب را به هم متصل کنند و محققان دقیقاً از این ویژگی بهره می‌برند. هوای ما حاوی بخار آب در غلظت‌های بسیار بیشتری نسبت به مثلاً دی‌اکسید کربن است.

بخار آب وارد پنل می‌شود و توسط مخلوط هیدروژل سیاه جذب می‌شود. هیدروژل صاف نیست، بلکه مانند پلاستیک حباب‌دار با برآمدگی‌های کوچک چیده شده است. این امر باعث افزایش سطح و امکان جمع‌آوری بخار آب بیشتر از هوا می‌شود. یک لایه خنک‌کننده در "سلول آب" تضمین می‌کند که بخار خنک شده و به قطرات تبدیل شود. یک شلنگ در انتهای دستگاه، آب را جمع‌آوری می‌کند. آزمایش‌های میدانی نشان داده است که آب از کیفیت آشامیدنی برخوردار است.

جمع‌آوری آب در کویر

تیم تحقیقاتی به رهبری مهندس محیط زیست ژوانهه ژائو از دانشگاه MIT، طرح خود را در دره مرگ در ایالات متحده، یکی از گرم‌ترین و خشک‌ترین مکان‌های روی زمین، آزمایش کردند. حتی در آنجا، آنها موفق شدند با استفاده از یک "سلول آب" در عرض یک روز، یک لیوان کوچک آب آشامیدنی تولید کنند. هرچه منطقه مرطوب‌تر باشد، سیستم می‌تواند آب بیشتری تولید کند.

این فناوری به هیچ انرژی اضافی برای بهره‌برداری از بخار آب نیاز ندارد. برخلاف سایر سیستم‌هایی که با باتری، سلول‌های خورشیدی یا اتصال به شبکه برق کار می‌کنند، توانایی هیدروژل در اتصال آب، همراه با لایه خنک‌کننده روی شیشه، کافی است.

آزمایش میدانی همچنین نشان داد که کیفیت آب خوب است: به گفته نویسندگان، سایر فناوری‌ها سطح نمک را افزایش داده‌اند که باید قبل از آشامیدن آب فیلتر شود.

با این حال، در پنلی به اندازه پنجره که با مخلوط ژل پر شده است، غلظت نمک کم و آب برای نوشیدن بی‌خطر است. به گفته محققان، اساساً می‌توان چندین پنل را به هم متصل کرد و به این ترتیب، به عنوان مثال، یک منبع آب خودکفا برای خانوارها در مناطق دورافتاده فراهم کرد.

 ۱۱ ژوئن ۲۰۲۵

منبع: MDR Wissen/MF