Vyrobili zariadenie, ktoré získava pitnú vodu zo vzduchu

Farmárčenie vlhkosti ako v Hviezdnych vojnách? Nová technológia posúva vedeckú fantastiku bližšie k realite.

Vaporátory z Hviezdnych vojen.(Zdroj: Véronique Debord-Lazaro/Flickr, CC BY-SA)

Autor je profesor inteligentných inžinierskych systémov na Nottingham Trent univerzite.

Luke Skywalker nebol iba farmár. V pôvodnom filme Hviezdnych vojen z roku 1977 chcela hlavná postava zúfalo opustiť svoju domovskú planétu Tatooine, kde jeho rodina získavala vlahu z atmosféry pomocou zariadení nazývaných “vaporátory”. Na horúcej a suchej planéte bolo farmárčenie z vlhkosti dôležitou aktivitou na prežitie.

Mohol by rovnaký princíp získavania vlahy zo vzduchu na zabezpečenie pitnej vody fungovať v skutočnom svete?

Vedci pracujú na technológii, ktorá by ho z vedeckej fantastiky preniesla do reality. Nová štúdia teraz ukázala, ako by jedno zariadenie poháňané iba Slnkom mohlo fungovať aj v suchých púštnych podmienkach.

Voda zo vzduchu

Ak sedíte na záhrade počas teplého, vlhkého, letného dňa s ľadovým pohárom vody, všimnete si, že na vonkajšej strane pohára začnú vznikať kvapôčky vody.

Vaporátory z Hviezdnych vojen mohli fungovať na podobnom princípe. Ochladzovaním teplého vzduchu vzniká zarosenie a rosa sa potom dá zbierať.

Dážď je vlastne prírodný úkaz založený na rovnakom princípe. Keď sa teplý vlhký vzduch ochladí, stratí schopnosť udržať si svoj obsah vody a nastanú prehánky vo forme dažďových kvapiek.

Vzduch prirodzene obsahuje vodnú paru, a čím je vzduch teplejší a čím je vyššia vlhkosť, tým viac vodnej pary môže obsahovať. Takže technológia, ktorá vyrába vodu zo vzduchu sa najviac hodí do teplých a vlhkých podnebí.

Pri 100 percentnej vlhkosti, vzduch s teplotou 40 stupňov Celzia obsahuje približne 51 mililitrov vody na kubický meter. Pri rovnakej vlhkosti a teplote 10 stupňov obsahuje vzduch iba 9,3 mililitrov.

Ak ochladíme vzduch zo 40 na 10 stupňov Celzia, mali by sme byť schopný vyťažiť tento rozdiel vo vode, čo je približne 41,7 mililitrov na každý kubický meter vzduchu.

Pri týchto podmienkach dokážeme so súčasnou technológiou vyrobiť 147 litrov vody za hodinu použitím rovnakého množstva energie ako 18 domácich rýchlovarných kanvíc.

Pasívna technológia

Pri nižšej vlhkosti, ako býva napríklad na púšti, je vo vzduchu menej vody a tento systém tak bude menej účinný. Musíte ochladiť viac vzduchu na získanie rovnakého množstva vody, čo si vyžaduje viac energie.

Súčasná technológia je tak pre krajiny s najzávažnejším nedostatkom vody príliš drahá. Preto potrebujeme účinnejší spôsob zachytávania vodnej pary.

Najjednoduchší spôsob získavania vody zo vzduchu je pomocou pasívnej technológie, ktorá zabezpečuje studenú plochu, na ktorej sa môže zrážať hmla alebo vodná para. Výber materiálov a kvalita povrchu sú kritické na maximalizovanie množstva získanej vody.

Farmári v Čile napríklad používajú oceľové pletivo na zachytávanie vody z hmly. Vedci už ukázali, že tento proces sa dá zefektívniť pridaním špeciálnej vrstvy, ktorá zachytáva molekuly vody.

Aktívne chladenie

Existujú tiež aktívne chladiace technológie ako napríklad chladiaci okruh, podobný ako používame v klimatizáciách a chladničkách. Môže sa používať aj polovodičové termoelektrické chladenie, ktoré využíva takzvaný Peltierov jav.

Francúzsky fyzik Jean-Charles-Athanase Peltier v roku 1834 objavil zaujímavý fenomén. Ak do obvodu z medených a bizmutových drôtov pustíte elektrický prúd, na mieste, kde prúd prejde z medi na bizmut sa teplota zvýši a na mieste, kde prúd prechádza z bizmutu na meď sa teplota zníži.

Znamená to, že použitím elektrickej energie môžeme vytvoriť chladiaci efekt bez kvapalín či pohyblivých častí.

Vedci z Massachusettsksej technickej univerzity teraz ukázali ďalšiu technológiu, ktorá by mohla byť ešte účinnejšia. Použili niečo, čo nazvali metalicko-organické štruktúry poháňané slnečným svetlom.

Táto technológia, opísaná v žurnále Science, používa sieť kovu a organických molekúl, ktoré dokážu jednoducho zachytávať vodnú paru, ktorá sa potom vylučuje pomocou tepla zachyteného zo Slnka.

Tvrdia, že jedným kilogram takéhoto materiálu dokážu získať až 2,8 litrov vody denne bez iných vonkajších zdrojov energie aj pri nízkej 20 percentnej vlhkosti. Znamenalo by to, že technológia je sľubná predovšetkým na získavanie vody suchých a púštnych regiónoch.

Nízkonákladový systém

Ďalšou alternatívou je použiť jednoduchšiu chladiacu technológiu, ale znížiť jej cenu. Môj tím a ja vyvíjame systém získavania vody zo vzduchu použitím starých chladničiek a mrazničiek spolu s ďalšími zrecyklovanými súčiastkami ako starý počítačový chladič či nabíjačka na mobil.

Dúfame, že vytvoríme nízkonákladový systém pre rozvojové krajiny, ktorý zároveň zníži množstvo odpadu, hlavne ak ho budú poháňať solárne panely.

V budúcnosti by sa mohli používať špeciálne povrchové nátery, ktoré zabezpečujú nelepivý povrch podobný leknám na jednoduché zbieranie kvapiek vody a vytvorenie účinnejších systémov ako doplnok k aktuálnym výskumom metalicko-organických štruktúr.

V niektorých častiach svete bude možno treba špeciálna filtrácia, aby bola zachytená voda bezpečná na pitie.

Táto technológia však napreduje rýchlo. Kto vie, možno v budúcnosti nebudeme musieť cestovať na Tatooine, aby sme videli vaporátori zo Hviezdnych vojen v akcii.

Tento článok pôvodne vyšiel na webe The Conversation, originál si môžete prečítať na tomto odkaze.

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Kedy sa refinancovanie oplatí?
  2. Zľava 3000 € na 3-izbové byty v Jarabinkách
  3. Aký vplyv by mal konflikt v Kórei na vaše investície?
  4. Atraktívnejšie učenie vďaka digitálnym technológiám
  5. JUDr. Barbora Sabó: Dobrý maklér šetrí čas, peniaze i nervy!
  6. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  7. Rastie nám pokrivená generácia?
  8. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  9. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  10. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj?
  1. Exkurzia odborárov a absolventov SvF STU v Bratislave 2017
  2. Zvolen: Zvolenčania myslia na zabezpečenie svojich domovov
  3. Detské zúbky sú veda
  4. Atraktívnejšie učenie vďaka digitálnym technológiám
  5. Aký vplyv by mal konflikt v Kórei na vaše investície?
  6. Zľava 3000 € na 3-izbové byty v Jarabinkách
  7. JUDr. Barbora Sabó: Dobrý maklér šetrí čas, peniaze i nervy!
  8. Štartujú jesenné módne dni v Poluse
  9. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  10. Rastie nám pokrivená generácia?
  1. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku 9 352
  2. Rastie nám pokrivená generácia? 3 711
  3. Intímna hygiena – celoročná záležitosť 2 708
  4. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj? 2 177
  5. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať 1 395
  6. Kedy sa refinancovanie oplatí? 1 260
  7. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji 1 023
  8. JUDr. Barbora Sabó: Dobrý maklér šetrí čas, peniaze i nervy! 937
  9. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba 848
  10. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci 713

Téma: Hviezdne vojny - Star Wars


Hlavné správy zo Sme.sk

EKONOMIKA

Sagan či Hantuchová sa budú plateniu daní vyhýbať ťažšie

Ministerstvo chce zabrániť presunu ziskov.

KOMENTÁRE

Boj proti korupcii si netrúfol atakovať ani Fico

Objavujú sa útoky na prezidenta či aktivistov.

Neprehliadnite tiež

Ničnerobenie a knihy. Desať najlepších spôsobov, ako si oddýchnete

Najväčšia štúdia o oddychu mala prekvapivé výsledky.

Najrýchlejší kábel zrýchli internetové prepojenie medzi Európou a Amerikou

Kábel rozloží riziko výpadkov pri katastrofách na východnom pobreží USA.

Ako vedci vyvíjajú roboty, ktoré chodia ako ľudia

Kývať nohami nestačí. Ak chcú roboty chodiť, musia najprv pochopiť možnosti svojho tela.

Odomykanie mobilov obrazcom nie je bezpečné

Všetci rozmýšľame príliš podobne.