美制MOF太阳能集水设备 干燥沙漠也能榨出空气中水分
▲ 美国研究团队研发特殊集水设备,受困沙漠也不用担心没水喝。(图/路透)
美国研究团队2017年研发一项神奇的集水设备,运用金属有机框架材料 (metal-organic framework ,MOF),这项设备仅靠太阳能做为动力,就能轻松在极度干燥的沙漠内搜集到存在于空气中的水份。
根据美国《科学发展》杂志,这款由美国加州大学伯克利分校教授亚吉(Omar Yaghi)所研发的新型集水设备,将多孔MOF晶体压缩后,置于在太阳能吸热器与冷凝板间,一旦空气流经时,里头的水分子会被MOF束缚,接着等待阳光照射后,水分子被加热,变成蒸气释放出来,最后再冷凝成液态水,由箱子逐渐往下滴入特制的收集容器中。
亚吉所率领的研究团队先是在平均湿度约20%,条件与莫哈维沙漠(Mojave Desert)相似的学院大楼屋顶进行测试。结果发现在12小时内,竟能吸取到多达2.8公升水。
研究团队今年进一步前往沙漠进行实测,他们选定位于亚历桑纳州、被称为「极西之镇」的斯科茨代尔(Scottsdale)。当地相对湿度夜间还有40%,然而到了白天却仅有8%。研究结果显示,只要增加更多的MOF,就更够更有效的吸取空气中的水分,平均每使用1公斤MOF,就可多收集220毫升的水。
▲ 铝所制成的改良版 MOF-303,相比MOF-801能搜集多2倍的水(示意图/免费图库pixels)
亚吉表示,人类每天最少要都还是要饮用约一罐可乐份量的水,而MOF设备在1个小时内就足已搜集到这样的量。希望能够借由这些实测证明,万一有人哪天不幸受困于沙漠,是可以借由这项设备存活下来的。为了证明搜集来的水针的可以饮用,其中一名研究人员还亲自示范,在大家面前喝下了一杯「来自沙漠空气中的水」。
尽管过去实测所使用的MOF材料MOF-801是由昂贵金属锆(zirconium,Zr)所制,价格不斐。但亚吉的团队目前已经开发出由铝所制成的改良版MOF材料MOF-303,价格相比MOF-801便宜了整整150倍,在实验室的实测中甚至搜集了比MOF-801还多2倍的水,也就是于平均每1公斤MOF-303,就可收集超过400毫升的水。研究团队已计划在今年年底前,到更加干燥的地方来测试看看这种升级版的设备。