Inovatívne zariadenie dokáže získavať vodu zo vzduchu aj v Údolí smrti

Voda je základom života, no pre viac ako dve miliardy ľudí na svete je prístup k čistej a bezpečnej vode každodenným bojom. Zatiaľ čo sa naša planéta potýka s rastúcim dopytom po vode a dôsledkami klimatických zmien, odpoveď na tento globálny problém sa možno skrýva priamo nad našimi hlavami. Atmosféra Zeme totiž obsahuje obrovský, takmer nevyčerpateľný rezervoár vody v podobe vodnej pary – odhaduje sa, že ide až o 13 000 biliónov kilogramov vody.

Problémom doteraz bolo, ako túto vodu efektívne a lacno získať, najmä v suchých oblastiach, kde je jej najviac treba. Tím vedcov z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) teraz predstavil riešenie, ktoré je rovnako elegantné ako účinné. Vyvinuli prenosné, cenovo dostupné a opakovane použiteľné zariadenie nazvané Atmosférické okno na zber vody (AWHW), ktoré dokáže pasívne získavať pitnú vodu priamo zo vzduchu, a to aj v extrémne suchých podmienkach, ako sú tie v Údolí smrti.

Tento vynález, inšpirovaný prastarými technikami a poháňaný modernými materiálmi, ponúka nádej pre komunity trpiace nedostatkom vody na celom svete. Inovatívnosť zariadenia AWHW spočíva v jeho pasívnom dizajne, ktorý na svoju prevádzku nevyžaduje žiadnu externú energiu. Využíva prirodzený cyklus dňa a noci a sofistikované materiály na zachytávanie a uvoľňovanie vlhkosti. Srdcom systému je špeciálny hydrogél, čo je polymér schopný absorbovať veľké množstvo vody.

^{Zdroj Foto: The researchers via MIT News}

Tento hydrogél je vytvarovaný do štruktúry pripomínajúcej origami alebo bublinkovú fóliu, čím sa maximalizuje jeho povrchová plocha a schopnosť pohlcovať vlhkosť. Počas noci, keď teplota klesá a relatívna vlhkosť vzduchu stúpa, hydrogél pasívne absorbuje vodnú paru z okolitého vzduchu. Keď ráno vyjde slnko a začne gél zohrievať, ten začne uvoľňovať zachytenú vlhkosť vo forme čistej vodnej pary. Táto para následne kondenzuje na vnútorných stranách dvoch sklenených panelov, medzi ktorými je hydrogél umiestnený.

Tieto sklá sú potiahnuté špeciálnou chemickou vrstvou, ktorá ich udržiava chladnejšie ako okolie, čo podporuje kondenzáciu. Skondenzovaná voda potom vo forme kvapiek steká do zbernej trubičky, odkiaľ ju možno jednoducho odobrať. Vedci vyriešili aj kľúčový problém starších hydrogélových systémov – únik solí z gélu do zozbieranej vody. Malé množstvo sirupovitého glycerolu zabraňuje kontaminácii a laboratórne testy potvrdili, že hladina solí v získanej vode je hlboko pod bezpečnými limitmi pre pitnú vodu.

Práve táto pasívna prevádzka je najväčšou prednosťou zariadenia. Predchádzajúce technológie si často vyžadovali dodatočnú energiu na zohriatie gélu, aby sa voda uvoľnila, čo ich robilo nepraktickými pre použitie v odľahlých oblastiach bez prístupu k elektrine. Aby vedci preukázali účinnosť svojho vynálezu v najnáročnejších podmienkach, uskutočnili test priamo v Údolí smrti v Kalifornii, jednom z najhorúcejších a najsuchších miest na Zemi.

Počas týždňového testovania, kedy sa relatívna vlhkosť vzduchu pohybovala v rozmedzí od 21 % do 88 %, dokázal jediný panel AWHW bez akéhokoľvek externého napájania zozbierať 161,5 mililitra čistej pitnej vody. Hoci sa to môže zdať ako malé množstvo, je to ohromujúci dôkaz funkčnosti konceptu v prostredí, kde by iné technológie zlyhali. Okrem účinnosti je kľúčová aj odolnosť.

Zariadenie prešlo záťažovými testami, v ktorých si aj po 340 cykloch, čo zodpovedá takmer jednému roku každodenného používania, zachovalo približne 90 % svojej pôvodnej kapacity. To dokazuje jeho praktickú životnosť a spoľahlivosť v reálnych podmienkach. Budúcnosť tejto technológie je sľubná a jej potenciál siaha ďaleko za rámec malého prenosného zariadenia pre turistov či vojakov v púšti.

Tím z MIT si predstavuje škálovanie tejto technológie vytváraním vertikálnych „vodných fariem“, ktoré by pozostávali z polí takýchto panelov, podobne ako solárne farmy. Takéto systémy by mohli produkovať podstatne väčšie množstvo vody a slúžiť celým komunitám. Tento prístup by mohol znamenať paradigmatickú zmenu v infraštruktúre zásobovania vodou. Namiesto masívnych, centralizovaných a nákladných projektov, ako sú priehrady, potrubia či odsoľovacie zariadenia, by mohli vznikať decentralizované, modulárne a komunitne vlastnené zdroje vody.

Tento model by mohol posilniť odolnosť odľahlých komunít voči suchu a znížiť ich závislosť od zložitej a zraniteľnej infraštruktúry. V istom zmysle je AWHW modernou a vysoko technologickou reinkarnáciou prastarých metód zberu vody, ako boli kamenné kopy v púšti Atacama, ktoré boli navrhnuté na zber rannej rosy. Spája v sebe starodávnu múdrosť s najnovšími poznatkami materiálovej vedy a ponúka tak elegantné a udržateľné riešenie jedného z najpálčivejších problémov ľudstva.  

Zdroj: singularityhub.com.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}