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. 3 pravidlá pre lepší dôchodok
  2. Slovenské deti dostávajú mesačne 22€
  3. Ako sa zbaviť chladnej podlahy
  4. Čerešne - miesto, kde môžete žiť podľa seba
  5. Všetky okresy svojimi pobočkami pokrývajú len tri banky
  6. Vyrábajú v malom, no presadili sa. Sessler a Farmárske lupienky
  7. Ochráňte pred zlodejmi celé vozidlo vďaka VAM Akustik
  8. V tomto roku si už konečne užijem Vianoce bez vrások
  9. Online analýza spotreby elektriny vám pomôže ušetriť
  10. Stavba domu na kľúč – úspora času aj financií
  1. Všetky okresy svojimi pobočkami pokrývajú len tri banky
  2. Ochráňte pred zlodejmi celé vozidlo vďaka VAM Akustik
  3. Čerešne - miesto, kde môžete žiť podľa seba
  4. Nová michalovská nemocnica otvorí brány: toto musíte vidieť!
  5. Vyrábajú v malom, no presadili sa. Sessler a Farmárske lupienky
  6. Mladí vodiči preferujú čoraz silnejšie autá
  7. Ako sa zbaviť chladnej podlahy
  8. V tomto roku si už konečne užijem Vianoce bez vrások
  9. Online analýza spotreby elektriny vám pomôže ušetriť
  10. Stavba domu na kľúč – úspora času aj financií
  1. 3 pravidlá pre lepší dôchodok 8 405
  2. Vyrábajú v malom, no presadili sa. Sessler a Farmárske lupienky 7 347
  3. Moskva alebo Petrohrad? 4 321
  4. Slovenské deti dostávajú mesačne 22€ 3 476
  5. Stavba domu na kľúč – úspora času aj financií 2 884
  6. Ako pracujú poisťováci? Dostali sme sa medzi nich 2 764
  7. VW Tiguan Allspace: prvé sedemmiestne SUV od Volkswagnu 2 310
  8. Nepríjemná bolesť. Tu sú 3 rady, ako sa jej zbavíte 2 081
  9. Ako sa zbaviť chladnej podlahy 1 731
  10. Online analýza spotreby elektriny vám pomôže ušetriť 1 601

Téma: Hviezdne vojny - Star Wars


Hlavné správy zo Sme.sk

SVET

Najskôr rozdal cukríky, potom nariadil zabíjanie. Bosnianskeho mäsiara odsúdili

Niektorí Mladiča považujú za vojnového hrdinu, iní za kriminálnika. Rozsudok ich názor nezmení.

ARCHÍVNY ROZHOVOR

Nedžad Avdič: Chlapec, ktorý prežil vlastnú smrť v Srebrenici

Rozhovor s mužom, ktorý vraždenie v Srebrenici prežil.

KOMENTÁRE

Bezdôsledkový Smer nám zahral komédiu

Smer je len napodobenina s niekoľkými vonkajšími znakmi politickej strany.

SVET

Mladič dostal za zverstvá v Bosne doživotie

Priznali mu zodpovednosť za etnické čistky aj za genocídu v Srebrenici.

Neprehliadnite tiež

Google priznal zber údajov o polohe, aj keď bola vypnutá

Polohu vedel zistiť aj vtedy, ak zariadenie nemalo kartu SIM.

Intel predával roky čipy, ktoré majú bezpečnostné nedostatky

Hackeri môžu vďaka bezpečnostnej diere získať kontrolu nad počítačom.

Niekoľko stoviek webov dokáže zistiť každé stlačenie klávesnice

Bez vedomia ľudí sa môžu ich osobné údaje dostávať na servery, na ktoré nepatria.