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. Tatra banka spustila najmodernejší internet banking pre firmy
  2. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  3. Iba dnes: Narodeninové predplatné SME.sk za 25 eur
  4. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy
  5. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku
  6. Zelené Grunty vám ponúknu viac, ako očakávate
  7. Kam do tepla v januári?
  8. First moment Turecko: využite zľavy na špičkové hotely
  9. Konzultácia so svetovými odborníkmi dokáže zachrániť život
  10. Demänovku mieša iba jeden človek. Ako si strážia receptúru?
  1. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  2. Tipy pre atraktívne poprsie po dojčení. Plastike povedzte nie
  3. Stanovisko spoločnosti Advokátska kancelária JUDr. Radomír Bžán
  4. Tatra banka spustila najmodernejší internet banking pre firmy
  5. Iba dnes: Narodeninové predplatné SME.sk za 25 eur
  6. Denník SME oslavuje 25 rokov rekordným počtom predplatiteľov
  7. Najinzerovanejšie zánovné auto roku 2017? Mnohých to prekvapí
  8. Stavebná fakulta STU pozýva na Deň otvorených dverí!
  9. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy
  10. Stavebná fakulta STU pozýva na Deň otvorených dverí!
  1. Iba dnes: Narodeninové predplatné SME.sk za 25 eur 15 433
  2. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy 12 499
  3. Tatra banka spustila najmodernejší internet banking pre firmy 3 049
  4. Demänovku mieša iba jeden človek. Ako si strážia receptúru? 2 946
  5. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku 2 240
  6. Kam do tepla v januári? 2 134
  7. First moment Turecko: využite zľavy na špičkové hotely 1 790
  8. Moderný bungalov očami mladých architektov 1 729
  9. Divoký Island: cesta ostrovom ľadu a ohňa 1 274
  10. Zelené Grunty vám ponúknu viac, ako očakávate 1 119

Téma: Ceny energií 2018


Článok je zaradený aj do ďalších tém Hviezdne vojny - Star Wars

Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Kosík rozšíril zoznam Lexových káuz

S bývalým šéfom SIS Ivanom Lexom sa spája viac ako desať káuz. Jeho bývalý podriadený Ľuboš Kosík ich doplnil o ďalšie.

DOMOV

Dobré ráno: Česi si dovolili, čo si u nás ani Fico netrúfol

Ako prebiehajú české prezidentské voľby.

SVET

Ilumináti, pedofília a ŠtB. Špinavý boj o Hrad sa rozbieha

Hoaxy môžu pomôcť Zemanovi vyhrať.

KOMENTÁRE

Zeman sa buď zaprie, alebo prehrá

Konfrontačná kampaň tentoraz stačiť nebude.

Neprehliadnite tiež

Tajomstvo kreativity: Čo hovorí veda

Poučenie, ktoré so sebou prináša veda napovedá aj to, ako dosiahnuť vytúženú budúcnosť.

Keď je štetec silnejší ako meč. Legendárna hra Okami je späť (recenzia)

Remasterované Okami by ste si nemali nechať ujsť.

Lávové kanály na Mesiaci by mohli viesť k polárnemu ľadu

Vďaka tunelom sa budúci astronauti môžu dostať k vode.

Na Sahare nasnežilo, mýtus o otepľovaní je v ohrození. Je to hoax

Sneženie na najväčšej púšti nie je až také zriedkavé.