Iedomājieties, jūs varat iegūt ūdeni no gaisa, nepieslēdzoties nevienam elektrotīklam. Izklausās neticami, it īpaši, ja tas darbojas tur, kur gaiss ir ļoti sauss, piemēram, tuksnešos un stepju reģionos pasaulē. Šāda ierīce patiešām ir izstrādāta, un labākais ir tas, ka tā gandrīz neizmanto mehāniskas detaļas vai sarežģītu elektroniku un darbojas tikai no tiešiem saules stariem (nevis fotoelementiem).
Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta pētnieki izmantoja struktūru, kas pazīstama kā organisko metālu struktūra (MOF), lai savāktu ūdeni tieši no gaisa (pie mitruma līmeņa, kas ir mazāks par 20%). Šis mitruma līmenis parasti ir sastopams sausākajos pasaules reģionos. Prototips spēja izdalīt 2,8 litrus ūdens dienā ar gaisa mitrumu no 20 līdz 30%.
MOF struktūra: dzeltenās bumbiņas apzīmē tukšumus struktūrā, kas savāc ūdeni. Avots: UC Berkeley / Berkeley Lab
MOF ir režģu struktūras, kas sastāv no organiskiem savienojumiem un metāla daļiņām, un ir bijušas populāras kopš to izgudrošanas aptuveni pirms 20 gadiem. Atkarībā no MOF struktūras un izejmateriāliem noteiktas molekulas var ļoti ticami nogulsnēties šīs struktūras porās. Tās var būt gāzes no ūdeņraža līdz metānam. Viņu uzglabāšanas blīvums uz tilpuma vienību ir lielāks nekā tad, ja gāzes tiktu saspiestas lielās dobās tvertnēs. Kopš viņu izgudrošanas Kalifornijas universitātē Bērklijā ir izstrādāti vairāk nekā 20 000 dažādu MO orderi. Šim ūdens savācējam izmantotais MOF sastāv no cirkonija un adipīnskābes, kas saista ūdens tvaikus.
Pirmajā attēlā var redzēt ūdens kolektora uzbūvi. Starp augšējo gaismu absorbējošo slāni un apakšējo kondensatora plāksni ir piespiesti apmēram 1 kg MOF kristālu. Kad apkārtējais gaiss iet caur porainu MOF, ūdens molekulas piestiprinās pie iekšējām virsmām. Saules gaisma, kas iekļūst caur caurspīdīgu logu ierīces augšpusē, uzsilda MOF un caur siltumcauruļu un radiatoru zem ierīces pārvieto saistīto ūdeni uz kondensatoru, kas ir apkārtējā temperatūrā. Tvaiks kondensējas un ūdens ieplūst kolektorā. Princips ir gan vienkāršs, gan efektīvs. Ja šīs īpašības var padarīt stabilas, tas ir reāls sasniegums saprātīgā saules enerģijas izmantošanā bez saules PV šūnām.
Tulkojuma autors Sergejs Smyshlyaev