Ultraljudssystem ökar effektiviteten för vattenskörd i atmosfären 45×

Atmosfärisk vattenskörd är ett lovande sätt att lösa den globala vattenbristen, men det finns ett stort hinder - ineffektivitet i energiförbrukningen. Nuvarande system förlitar sig på värme för att avdunsta instängd fukt, en långsam process som förbrukar stora mängder energi. Nu har MIT-ingenjörer brutit denna "termiska gräns" med en enhet som använder ultraljudsvågor för att extrahera vatten istället.

Den nya metoden - som beskrivs i tidskriften Nature Communications - ersätter värme med mekaniska vibrationer. Forskargruppen, som leds av Ikra Iftekhar Shuvo, har konstruerat ett piezoelektriskt ställdon som arbetar med höga frekvenser. När en vattenmättad hydrogel placeras på enheten bryter ultraljudsvågorna de svaga bindningar som håller fast vattenmolekylerna i hydrogelen. Störningen skapar ett momentum som gör att vattnet frigörs i flytande form, snarare än i ånga.

Resultaten är betydelsefulla för området för skörd av atmosfäriskt vatten. Forskarna rapporterar att denna vibrationsmetod är 45 gånger mer energieffektiv än de senaste termiska systemen. I tester lyckades enheten utvinna vatten på bara några minuter, medan termisk desorption vanligtvis tar timmar.

Denna teknik övervinner de höga energikostnaderna och den långsamma prestanda som har hindrat den utbredda användningen av atmosfärisk vattenskörd. Teamet föreställer sig att dessa ställdon skulle kunna drivas av små solpaneler, vilket möjliggör kontinuerlig, decentraliserad vattenproduktion för torra samhällen och katastrofzoner.

Människor har letat efter sätt att skörda vatten från atmosfären, vilket skulle kunna vara en stor vattenkälla, särskilt för ökenregioner och platser där det inte ens finns saltvatten att avsalta. Nu har vi ett sätt att återvinna vatten snabbt och effektivt. - Svetlana Boriskina, motsvarande författare till forskningsartikeln.