廉價又無毒,氯化鈣水凝膠能從空氣吸收水分

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 27 日 12:44 | 分類 尖端科技 , 材料 , 能源科技 follow us in feedly

偏遠乾旱地區雨水收集量少,最好的方法是仰賴各種水資源轉化技術,將無法直接生飲的水轉化為乾淨飲用水。現在阿布都拉國王科技大學團隊開發出一種含有氯化鈣的水凝膠,不論白天黑夜都可從空氣中吸收水分,之後再自陽光下蒸發出淡水。



全球空氣中含有近 13 兆噸的水,有如天然巨大水庫,但怎麼有效提取是個大學問。科學家開發過不少原型裝置或材料來挖掘空氣中的水資源,但最後受限於效率不夠高、成本昂貴、使用方法複雜等各種原因,通常難以商業化。

現在來自阿布都拉國王科技大學(KAUST)的研究人員,決定試著借用氯化鈣鹽在空氣中易吸水潮解的特性,從空氣中吸收大量水分。氯化鈣鹽廉價、無毒、性質穩定,對水親和力高,能吸收周圍空氣中的大量蒸氣。

但由於氯化鈣吸水潮解後也會溶入水中,導致混合後液體鹹度很高,因此研究人員先將鹹水儲存在水凝膠(hydrogel)內,再往水凝膠另外添加少量奈米碳管,負責吸收太陽光並將能量轉化為熱量,以利最後將淡水從鹹水中蒸發出來。

(Source:阿布都拉國王科技大學

在原型設備中,結合氯化鈣的水凝膠材料約 35 克,團隊將它放到相對濕度 60% 的室外度過一夜,捕捉了 37 克的水;隔天再接受 2.5 小時日照後,大部分淡水都被蒸發釋放出來,收集在裝置瓶內。

水凝膠最值得嘉許的地方就是高性能低成本,研究人員表示,如果將原型設備的規模擴大到每天可析出 3 公升水,材料成本會低至每天只要半美分。該團隊接下來準備微調水凝膠,希望能讓它連續不斷的析出淡水,而不是分批釋放。

除了這種氯化鈣水凝膠,麻省理工學院之前也開發過基於金屬有機框架材料(MOF)的太陽能集水設備,在相對濕度僅 8% 的空氣中都能吸收水分。

(首圖來源:阿布都拉國王科技大學

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