Dosežek: Pridobivanje vode iz zraka brez energije in 24 ur na dan

Sladke vode v številnih delih sveta primanjkuje, zato jo je treba pridobivati na različne načine, ki so običajno zelo dragi. Skupnosti v bližini oceanov lahko v ta namen razsoljujejo morsko vodo, vendar je za to potrebna velika količina električne energije. Na območjih, ki so oddaljena od morske vode, pa je praktično edina možnost kondenzacija zračne vlage s hlajenjem; bodisi s postopki, ki podobno zahtevajo velik vnos energije, bodisi z uporabo »pasivnih« tehnologij, ki izkoriščajo temperaturna nihanja med dnevom in nočjo.

Prevlečeno steklo, ki odbija sončno sevanje in oddaja lastno toploto

Čeprav pridobivanje vode iz zraka ni popolnoma nova stvar, je s sedanjimi pasivnimi tehnologijami, kot so folije za zbiranje rose, vodo mogoče pridobivati le ponoči, navaja spletna stran The Brighter Side of News. To pa zato, ker sonce podnevi segreva folije, kar onemogoča kondenzacijo.

Raziskovalci na švicarski državni tehniški visoki šoli ETH Zürich so zdaj razvili tehnologijo, ki prvič omogoča zbiranje vode 24 ur na dan brez vnosa energije, tudi pod žgočim soncem. Nova naprava je v bistvu sestavljena iz posebej prevlečenega stekla, ki odbija sončno sevanje in hkrati oddaja lastno toploto skozi ozračje v vesolje. Znanstveniki so steklo prevlekli s posebej oblikovanimi polimernimi in srebrnimi plastmi.

Tako se samodejno ohladi do 15 stopinj Celzija pod temperaturo okolice. Na spodnji strani tega stekla se vodna para iz zraka kondenzira v vodo. Gre za enak proces, kot ga lahko pozimi opazimo na slabo izoliranih oknih. Drugi ključni element naprave je nov sevalni ščit v obliki stožca. Ta v veliki meri odbija toplotno sevanje iz atmosfere in ščiti steklo pred prihajajočim sončnim sevanjem, hkrati pa omogoča, da naprava oddaja zgoraj omenjeno toploto navzven in se tako popolnoma pasivno ohlaja.

Pol decilitra vode na kvadratni meter na uro

Kot so pokazali preskusi nove naprave v realnih razmerah na strehi univerze ETH v Zürichu, lahko nova tehnologija proizvede vsaj dvakrat več vode na določeno površino na dan kot trenutno najboljše pasivne tehnologije, ki temeljijo na folijah. The Brighter Side of News povzema, da je majhen preizkusni sistem s premerom stekla 10 centimetrov v realnih razmerah proizvedel 4,6 mililitra vode na dan. Večje naprave z večjimi stekli bi tako ustrezno proizvedle več vode.

Znanstvenikom je uspelo dokazati, da lahko v idealnih pogojih zberejo do 0,53 decilitra vode na kvadratni meter površine stekla na uro in to popolnoma brez vnosa električne energije. »To je blizu teoretične najvišje vrednosti 0,6 decilitra na uro, ki jo je fizično nemogoče preseči,« pravi Iwan Hächler, doktorski študent v skupini Dimosa Poulikakosa, profesorja termodinamike na omenjeni univerzi.

Pri drugih tehnologijah je običajno treba kondenzirano vodo obrisati s površine, za kar je potrebna energija. Brez tega koraka bi se velik del kondenzirane vode prijel na površino in ostal neuporaben, hkrati pa bi oviral nadaljnjo kondenzacijo. Raziskovalci ETH Zürich so zato na spodnjo stran stekla v svojem kondenzatorju vode nanesli nov »super hidrofobni«, torej izjemno vodoodbojen premaz. Ta povzroči, da se kondenzirana voda zbere in sama od sebe steče ali odskoči. »V nasprotju z drugimi tehnologijami lahko naša resnično deluje brez dodatne energije, kar je ključna prednost,« je dejal Hächler.

Raziskovalci so si za cilj zadali razviti tehnologijo za države s pomanjkanjem vode ter zlasti za države v razvoju in države v vzponu. Zdaj imajo po njihovih besedah drugi znanstveniki priložnost, da to tehnologijo še naprej razvijajo. Lahko jo tudi kombinirajo z drugimi metodami, kot je razsoljevanje vode, da bi povečali njihov izkoristek.

Proizvodnja prevlečenih stekel je razmeroma preprosta, zato naj bi bilo mogoče zgraditi kondenzatorje vode, ki so večji od sedanjega pilotnega sistema. Podobno kot je pri sončnih celicah več modulov postavljenih drug ob drugem bi lahko tudi več kondenzatorjev vode postavili drug ob drugem in tako sestavili obsežen sistem.