حصاد المياه من الهواء الجاف بمساعدة أشعة الشمس وبعض ...

يجب عدم التقليل من أهمية الماء. إنه ضروري لصحة الإنسان وللعديد من جوانب الاقتصاد العالمي. وتشمل هذه الصناعات التحويلية وإنتاج الطاقة. في حين أن الماء هو ضرورة أساسية ، والتي بدونها لم نتمكن من البقاء على قيد الحياة ، يتم استخدامه في بعض الأحيان بطريقة غير مسؤولة وهذا يجب أن يتغير.

على الرغم من كونه موردا لا غنى عنه ، ما يقرب من ثلثي سكان العالم يواجه مشكلة خطيرة هي ندرة المياه. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استنزاف نحو ثلث أحواض المياه الجوفية في العالم بشكل غير مستدام. مع تناقص إمدادات المياه الجوفية ، وعدد كبير من الأشخاص الذين يعانون بشدة من الوصول إلى المياه الصالحة للشرب ، هناك حاجة لتدخل من نوع ما.

ومع ذلك ، لم نفقد كل شيء ، خاصة مع عمر ياغي من جامعة كاليفورنيا في بيركلي (جامعة كاليفورنيا ، بيركلي). يؤدي عمله في الأطر المعدنية العضوية (MOFs) إلى تكاتفه مع إيفلين وانج من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لإنشاء نظام لجمع المياه ، قادر على العمل في المناخات الجافة بمعدل رطوبة يبلغ 20 في المائة فقط.

الأطر المعدنية العضوية

هذه وزارة المالية بارعة بشكل خاص في حبس جزيئات الماء في ظروف الرطوبة المنخفضة

تم توضيح بلورات MOF سابقًا في تطبيقات أخرى مثل احتجاز ثاني أكسيد الكربون من غازات العادم والاستخدامات الكيميائية الأخرى. الآن ، حان الوقت للتألق في مجال حصاد المياه.

تستخدم MOF المستخدمة في جهاز جمع المياه Yaghi و Wang في مزيج من الزركونيوم وحمض الأديبيك. هذه وزارة المالية بارعة بشكل خاص في حبس جزيئات الماء في ظروف الرطوبة المنخفضة.

حصاد المياه بمساعدة الأطر المعدنية العضوية

تمكن النموذج الأولي للفريق من جمع 2.8 لتر من الماء خلال فترة 12 ساعة.

لكي يكون جهاز تجميع المياه قابلاً للتطبيق ، يجب أن يكون قادرًا على العمل بفعالية مع الحد الأدنى من متطلبات الطاقة.

يتكون الجهاز الكامل من بلورات MOF المحصورة بين وحدة امتصاص الطاقة الشمسية ولوحة المكثف.

تمتص بلورات MOF الماء ثم يتم تبخير هذا الماء المحاصر. يتم ذلك باستخدام الطاقة الحرارية التي يتم جمعها من الشمس بواسطة امتصاص الطاقة الشمسية. أخيرًا ، تقوم لوحة المكثف بتبريد بخار الماء ، مما يسمح بجمع قطرات الماء.

تمكن النموذج الأولي للفريق من جمع 2.8 لتر من الماء خلال فترة 12 ساعة. جمال هذا النظام ، هو أنه لن يتطلب تغييرات البنية التحتية الرئيسية من أجل تنفيذها. تتميز بلورات MOF بطبيعتها بالبراعة في حبس المياه ، وكل ما يلزم لإطلاق الماء هو ضوء الشمس. هذا يجعل هذا النظام مرشحًا ممتازًا للاستخدام في المناطق النائية.

بالإضافة إلى كونه رائعًا للمناطق النائية التي تحتاج إلى مياه ، يمكن أيضًا تنفيذ هذا النظام على نطاق أوسع. الأساليب التقليدية لجمع المياه وتسليمها تشمل شبكات السباكة الضخمة تحت الأرض. هذه النظم اللامركزية ، إذا كانت مثالية ، يمكن استخدامها بدلاً من ذلك في كل منزل لتلبية احتياجاتنا المائية.

التحسينات التي يتعين القيام بها

تعمل Kaghi و Wang بثبات على تحسين نظامهما لحصد المزيد من المياه.

نظام حصاد المياه التابع لوزارة المالية ، على الرغم من أنه واعد ، لم يكتمل بعد. على الأقل هناك نموذج عمل واعد بالفعل. تعمل Kaghi و Wang بثبات على تحسين نظامهما لحصد المزيد من المياه.

يلاحظ كاجي أنه من أجل الحصول على إمدادات مستمرة من المياه من نظامهم ، يمكن تصميمه بطريقة تمتص الماء أثناء الليل وتحرر الماء خلال النهار. خيار آخر هو تكوين امتصاص الطاقة الشمسية لإنتاج بخار الماء بمعدل أسرع.

لسماع ياغي نفسه يتحدث على الجهاز ، ألق نظرة على هذا الفيديو ، حيث يكسر كل شيء ببساطة ويشرح مبدأ العمل الأساسي لجهازه.

افكار اخيرة

جهاز جمع المياه من Yaghi و Wang هو وسيلة قابلة للتطبيق لتجميع المياه بشكل مستدام والذي يحتوي على متطلبات طاقة منخفضة. مثل هذه التقنيات يمكنها المساعدة في تخفيف وطأة مشاكل المياه في العالم ويمكنها القيام بذلك بأقل تأثير بيئي.