МОСКВА, 18 ноября. /ТАСС/. Физики из США и Германии создали установку, способную ускоренным образом извлекать воду из окружающего воздуха при помощи специальных сорбентов на базе гидрогелей и пучков ультразвука, заставляющих влагу "сбегать" из этих водопоглощающих материалов. Применение ультразвука повысило эффективность извлечения воды примерно в 45 раз, сообщила пресс-служба Массачусетского технологического института (MIT).
"Мы давно ищем способы извлекать воду из атмосферы, что особенно важно для пустынных и засушливых регионов Земли, где отсутствует даже морская вода, доступная для опреснения. Нам удалось найти подход, который позволяет извлекать воду из подобных установок максимально быстрым и эффективным образом", - заявила ведущий научный сотрудник MIT Светлана Борискина, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечают ученые, за последние десять лет физики и инженеры создали несколько приборов, способных извлекать воду из воздуха самых сухих пустынь. Как правило, подобные приборы представляют собой концентраторы солнечного света, чья энергия используется для извлечения паров воды из пористых наночастиц, гидрогелей или сложно устроенных материалов, которые химики называют "металл-органическими каркасами".
Как правило, для извлечения воды из этих материалов необходимо нагреть их до высоких температур, составляющих порядка 60-160 градусов Цельсия, что существенным образом ограничивает их эффективность. В результате этого на производство 1 кг пресной воды необходимо потратить порядка 5,5 кВт·ч энергии, что сопоставимо с емкостью мощных литиевых батарей для электромобилей. Это позволяет широко применять технологию в сухих и жарких развивающихся странах.
Исследователи из США и Германии обнаружили, что энергетическую эффективность процесса извлечения воды из этих материалов можно повысить в 45 раз, если использовать для этого не тепло, а особые пучки ультразвука. Порождаемые им акустические колебания разрушают слабые водородные связи, удерживающие молекулы воды внутри гидрогелей и заставляют их объединяться в микроскопические капли.
Эти капли покидают водособирающий материал под действием тех же ультразвуковых колебаний, что позволяет собирать их с минимальными затратами энергии. Как показали проведенные учеными опыты, созданный ими прибор совместим не только с гидрогелями, но и со многими другими водопоглощающими материалами. Это позволит создать промышленные и домашние установки для извлечения воды из воздуха с минимальными расходами средств на их разработку, подытожили физики.