Sunday, June 10, 2018

新科技:用MOF在干旱地区生产可饮用水

对我们许多人来说,干净可饮用水来自水龙头。但是对于世界上的几十亿人口来说就没那么简单了,很多研究人员想方设法解决这个问题。今天在伯克利有一个创新团队正在开发研制一部收取水分的设备,不需要电力就能够从沙漠的干燥地区生出水来。嗯,如果仙人掌在沙漠中能得到水分,我们为什么不能?

从空气重收集水分的方法有很多,很多都需要用电力,或者有需要更换的部件。但加州大学伯克利分校的Omar Yaghi教授开发出来设备,这两样都不用。



秘密不在于某种聪明的太阳能聚焦器或低摩擦风扇—关键在于材料。Yaghi是一位化学家,他创造出一种有机金属的结构,简称MOF (metal-organic framework),既容易吸收水分,又容易释放水分。

MOF是一种细小的晶体粉末,这东西在温度下降时就抓住水分子,在温度升高时就把水分子又释放回到空气中。Yaghi的团队去年小规模地示范了这一过程,而现在他和他的团队发表了在较大场地进行实验的结果,生产出供应实际需要的饮用水。

他们使用一个两尺见方的盒子,顶上有一层MOF暴露在空气中。每天夜晚温度下降的时候,湿度就增加,水就被MOF抓住。到早晨太阳的热气把水从粉末中赶出来,水就凝聚在盒子的边壁上,用一种帽子保持着温度。结果,一夜的功夫每磅MOF能够生出3个盎司的水。

3个盎司的水几口就喝掉了,但这项技术正在改进。现在的MOF使用锆,而使用铝的MOF正在试验中,成功了就很便宜,只要用百分之一的费用就能产生出两倍的水。

使用新的MOF粉末和几个盒子,一个人的饮水需要就得到满足,不需要任何电力或任何消耗性的材料。只要加上收获和储存水的部件,你就有了一个独立的饮用水解决方案。 Yaghi教授在伯克利发布的一条新闻中说, “从来没有这样的事情,它完全靠环境温度和阳光运行,没有另外的能力输入,你就能够在沙漠中收集水分。铝制的MOF让这种饮水生产成为便宜和实际可行。”

他说目前已在开发商业产品,他们计划用改善的部件,在夏季最炎热的日子里来作更多的测试。