Πώς η υγρασία μπορεί να συλλέξει πόσιμο νερό με μηδενική ενέργεια;

Η μέθοδος που ανακαλύφθηκε από ερευνητές στην Ελβετία μπορεί να βοηθήσει χιλιάδες ανθρώπους ανά τον κόσμο που υποφέρουν από την έλλειψη πόσιμου νέρου.

Ο πιλοτικός συμπυκνωτής στην κορυφή ενός κτιρίου του ETH Ζυρίχης. (Φωτογραφία: ETH Zurich / Iwan Hächler)

Ερευνητές του ETH Ζυρίχης ανέπτυξαν έναν συμπυκνωτή για χώρες όπου το νερό είναι σε έλλειψη. Αποτελεί την πρώτη λύση μηδενικής ενέργειας συλλογής νερού από την ατμόσφαιρα καθ’ όλη τη διάρκεια του 24ωρου. Βασίζεται σε μια αυτοψυχόμενη επιφάνεια και σε μια ειδική ασπίδα ακτινοβολίας.

Οι κοινότητες που βρίσκονται κοντά στον ωκεανό μπορούν να αφαλατώσουν το θαλασσινό νερό ενώ πιο μακριά από την ακτή, πρακτικά συχνά η μόνη επιλογή που απομένει είναι η συμπύκνωση της ατμοσφαιρικής υγρασίας μέσω ψύξης, είτε μέσω διαδικασιών που απαιτούν υψηλή ενεργειακή εισροή Ωστόσο, με τις τρέχουσες παθητικές τεχνολογίες, όπως τα φύλλα συλλογής δροσιάς, το νερό μπορεί να εξαχθεί μόνο τη νύχτα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο ήλιος θερμαίνει τα φύλλα κατά τη διάρκεια της ημέρας, γεγονός που καθιστά αδύνατη τη συμπύκνωση.

Αυτοψύξη και προστασία από την ακτινοβολία

Οι ερευνητές του ETH της Ζυρίχης ανέπτυξαν τώρα μια τεχνολογία που, για πρώτη φορά, τους επιτρέπει να συλλέγουν νερό 24 ώρες το 24ωρο, χωρίς να απαιτείται η εισαγωγή ενέργειας, ακόμη και κάτω από τον καυτό ήλιο. Η νέα συσκευή αποτελείται ουσιαστικά από έναν ειδικά επικαλυμμένο υαλοπίνακα, ο οποίος αφενός αντανακλά την ηλιακή ακτινοβολία και αφετέρου εκπέμπει τη δική του θερμότητα μέσω της ατμόσφαιρας προς το διάστημα. Έτσι, ψύχεται μόνη της έως και 15 βαθμούς Κελσίου κάτω από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Στην κάτω πλευρά αυτού του υαλοπίνακα, οι υδρατμοί του αέρα συμπυκνώνονται σε νερό. Η διαδικασία είναι η ίδια που μπορεί να παρατηρηθεί σε ανεπαρκώς μονωμένα παράθυρα το χειμώνα.

Σχηματική αναπαράσταση του συμπυκνωτή. (Πηγή: Haechler I et al. Science Advances 2021)

Κοντά στο θεωρητικό βέλτιστο

Όπως έδειξαν οι δοκιμές της νέας συσκευής σε πραγματικές συνθήκες στην οροφή ενός κτιρίου του ETH στη Ζυρίχη, η νέα τεχνολογία μπορεί να παράγει τουλάχιστον διπλάσια ποσότητα νερού ανά επιφάνεια και ανά ημέρα σε σχέση με τις καλύτερες τρέχουσες τεχνολογίες.

Tο μικρό πιλοτικό σύστημα με διάμετρο υαλοπινάκων 10 εκατοστών παρείχε 4,6 χιλιοστόλιτρα νερού ανά ημέρα σε πραγματικές συνθήκες. Μεγαλύτερες συσκευές με μεγαλύτερα τζάμια θα παρήγαγαν αντίστοιχα περισσότερο νερό.

 

Πηγή: www.ethz.ch