Химики научились эффективно добывать воду из воздуха без затрат электричества
Международная команда химиков разработала композитный материал с использованием органических кристаллов, способный собирать воду из водяных паров без электричества. Он выглядит как тонкие нити.
Схема расположения кристаллов Януса в эксперименте, фронтальный и боковой виды на группы кристаллов на разных этапах формирования капель воды
Опреснение, оно же удаление солей, остается одним из основных методов получения питьевой и применимой в промышленности воды. Этот процесс требует значительных затрат энергии, даже если мы говорим о простой конденсации обессоленной воды из пара.
Команда химиков под руководством профессора Панце Наумова (Pance Naumov) предложила альтернативный подход и разработала для его реализации «умные» кристаллы. Ученые назвали разработку «кристаллами Януса» (Janus crystals), по имени Януса, древнеримского двуликого бога.
Ученых вдохновили растения и животные засушливых регионов, которые научились там выживать. Некоторые пустынные насекомые и ящерицы в процессе эволюции развили особую поверхностную структуру, сочетающую гидрофильные и гидрофобные зоны. Гидрофильные участки притягивают воду, там она собирается в капли. Затем эти капли перемещаются через гидрофобные — отталкивающие воду — зоны. Это позволяет животным собирать влагу из воздуха даже там, где за год выпадает меньше сантиметра осадков.
Широкий кристалл Януса собирают воду из пара
Исследователи также использовали в дизайне композитных кристаллов гидрофильные и гидрофобные соединения. Конденсация воздушной влаги или тумана на кристаллах Януса происходит без дополнительных усилий и приложения электричества при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. Ученые считают, что их разработка станет источником чистой пресной воды в регионах, где опреснение очень затратно и электричество поставляется с перебоями.
Ученые выбрали три органических соединения и вырастили из них гибкие кристаллы. В ходе экспериментов они изучили взаимодействие выбранных материалов и их сочетаний с водяными парами и оптимизировали форму и состав системы.
Разные типы кристаллов Януса собирают воду из пара
Кристаллы Януса обладают рекордной эффективностью сбора воды из влажного воздуха — 16 граммов с квадратного сантиметра материала за час. Они узкие и прозрачные для видимого света, поэтому исследователи могут легко наблюдать за конденсацией и перемещением капель тумана.
В отличие от предыдущих поколений органических кристаллов с теми же применениями, кристаллы Януса совмещают функции сбора и транспортировки воды на своей поверхности. Это делает процесс извлечения влаги эффективным при нормальных условиях.
«В атмосфере Земли содержится огромное количество неиспользованной пресной воды, однако нам крайне необходимы материалы, которые могли бы эффективно захватывать эту влагу, конденсировать ее и превращать в питьевую воду. Мы создали такие кристаллы и можем дополнительно использовать их механическую гибкость и оптическую прозрачность для создания активных, саморегулирующихся и высокоэффективных систем для сбора воды. В перспективе такие системы, применяемые в крупном масштабе, помогут бороться с нехваткой воды на уровне всего общества», — объяснил Панце Наумов.
Статья спизжена отсюда
Какие никакие установки надо поддерживать в работе. Надо держать связь, с проверкой в разные жопы ездить, ремонтировать оборудование, заказывать запчасти, оплачивать зарплату, а где то еще требуется топливо, которое местное население хрен как могут купить и привезти.
Если благотворители готовы поддерживать круглоготично деньгами, то вообще пох, что они там ломают или нет. Но кто то раз в 10 лет хочет в новости попасть, что то строит и забивает нахер.
А вдруг эти штуки дают достаточно воды и для обычных европейских регионов? Установил себе во дворе парочку таких кристаллов ануса и бочку, и пользуйся бесплатной дистиллированной водой круглый год.
Предпочитаю держаться подальше от двуликих друзей!
Ну давай, поживи в Испании на дождевой воде, ага.
> из влажного воздуха — 16 граммов с квадратного сантиметра материала за час
Проблема всех таких (а их было десятки) прожектов - демонстрация работы и обещалки, основанные на воздухе со 100% влажностью.
В то время как в регионах со 100% влажностью на порядки дешевле и проще собирать дождевую воду, её там более чем достаточно по определению.
В реально сухие же регионы обычно намного дешевле купить воду в цистерне и привезти её за несколько сотен км. Пресную и уже очищенную, а не с неизвестно чем из конденсата.
Эта штука нужна как компонент большой опреснительной системы, где сейчас даже на то чтобы просто водяной пар осадить нужно тратить ток.
Плюс проблемы уровня «а вода-то морская, не питьевая!» на каком-нибудь важном острове, а то и корабле.
опреснители уже десятки лет отработаны, производят пресную воду (уже фильтрованную) в любых количествах. Только электричество подавай.
И что самое важное, производят они пресную воду независимо от погодных и прочих условий. Совершенно критично для любой серьёзной инфраструктуры.
Сама технология наверняка где-то будет применима, если в статье всё соответствует действительности, но заявленное авторами "помогут бороться с нехваткой воды на уровне всего общества" - это натягивание совы на авианосец (с опреснителем).
Собственно эти анусы я так понял в опреснителях стоять и должны. Они увеличивают кпд и, думаю, уменьшают размеры опреснителя, а не заменяют его целиком. Там, где раньше был нужен змеевик с охладителем, теперь достаточно развесистого пучка кристаллов януса.
Увеличение КПД дистиляционных опреснителей - ну, может быть?
Сейчас два основных подхода, это обратный осмос и дистилляция. Если один из них заметно улучшится, немного это изменит ситуацию. На несколько процентов итоговой стоимости воды. С одновременным удорожанием устройства. Те, кто не мог позволить себе купить опреснитель, так и не купят.
Думаю ограничения скорее могут быть в рабочих ттх, например что при сотне градусов оно начнет деградировать, или не переживет заморозки-разморозки, или малейшие примеси в паре, спирты, масла, кислоты и тд сделают из януса ануса за полчаса. Об этом обычно как раз не особо болтают, а цена на самом деле очень даже вторична на фоне условий работы и хранения.
да вместо двух активных процессов испарение + конденсация
активным остается только испарение
а тут уже можно и солнышко заставить поработать
например очень неплохо должно быть для кораблей и приморских жарких стран где солёной воды просто завались
Тебе про это и говорят. Только электричество и подавай. Дохуя подавай. А эти кристаллы позволят это дохуя снизить на просто много электричества, понимаешь технологию?
Вижу 0 примеров. Попробуй припереть хотя бы два.
ну, два так два.
"самонаполняющаяся бутылка" https://www.indiegogo.com/projects/fontus-the-self-filling-water-bottles#/comments
"самонаполняющийся резервуар с водой" https://www.indiegogo.com/projects/waterseer#/comments
Оба проекта собрали неплохую кучку бабла, оба проекта делались/рекламились с нулевым пониманием термодинамики и экономики, оба ожидаемо наебалово и фейл.
Ну, ты скинул откровенные скам проекты.
Были и рабочие проекты, но да, вся суть таких проектов - это продать вам осушитель воздуха но дороже. Они стоят кучу денег и очень не эффективны - сжирают кучу бабла в виде электричества + сама стоимость устройства заоблачная.
Вот про один из таких:
В итоге, как ты и сказал, проще привезти воду в цистерне или выкопать скважину на эти деньги.
угу, вот только это не потому, что в воздухе дофига влаги.
А потому, что воздух холодный и мало её держит. За это "утро" ты из него никак не выжмешь хоть сколько-то вменяемое количество воды.
Собственно в той же Сахаре она моментально испаряется обратно, стоит воздуху чуть прогреться. А у продавцов прожектов это всегда 100% влажность при 25-30 градусах.
Как по мне, можно как раз сделать «добывалку воды» где-нибудь, когда-нибудь... в Сахаре солнечные панели дешевые если будут сброшены добывать электричество.
Результат: одна-единственная «кастелянша» (непреднамеренный каламбур) будет пить воду и подлатывать по мелочи всякие отходящие провода.
уже пробовали, ссылки выше. В лучшем случае оно конденсирует какие-то упоротые объёмы вроде 1 литра в несколько дней. Это вот невменяемое количество и невменяемые сроки.
В худшем просто не работает, особенно если идут разговоры про "не требует энергии".
Да, при очень серьёзном энергообеспечении из воздуха можно выжимать воду. Для небольшого посёлка это будет гигантская установка, которая будет на километры гудеть вентиляторами для нагнетания воздуха и для работы охлаждения, чтобы конденсация была возможна.
Подозреваю, контингенту будет проще найти место, где можно пробурить скважину.
* в 9м классе, ВНЕЗАПНО, учили, из чего сделана пустыня.
шок! сенсация!
учёные хотят доить воду со спин гигантских жуков в Сахаре!
Именно, и купить и привезти воду физически оттуда, где её промышленно фильтруют и очищают, будет дешевле в несколько раз, можно прям гарантировать.
Чем городить очередной осушитель + фильтрацию на месте, чтоб всё это работало в совершенно не оптимальных условиях, на порядки медленнее и с постоянным обслуживанием.
Живу в регионе, где влажность 5-10% летом и 70-90% зимой.
Эта залупа бесполезна, так как летом воздух слишком сухой, а зимой вода самостоятельно вываливается из воздуха в виде дождя и снега.
опреснителей - офилиард. От бытовых до промышленных.
Конструкция у них простая, обслуживание простое, энергопотребление не особо серьёзное, цена - как у любого давно отработанного промышленного решения. С прогнозируемой окупаемостью.
И дают они воду всегда, а не в зависимости от того откуда ветер дует или сколько на градуснике.
Возить воду цистернами- прямо очень дорого. Она тяжёлая, и нужно её много. То есть настолько дорого, что проще сделать временный трубопровод на сотню км для бурения скважины или фрака, чем возить.
И ещё самая важная практическая проблема с опреснением - куда девать соль или рассол. При относительно простой конструкции с невысоким энергопотреблением в пресную воду переходят единицы процента объёма. То есть установка которая производит 1Х пресной воды прокачивает условно 30Х объёма, и генерирует 29Х рассола (который можно тогда слить обратно море). Если конверсию повысить, то энергопотребление растёт экспоненциально и рассол уже так просто в канаву не сольешь. Тогда идём all-in с финальной эвапорацией - много энергии и/или большие площади и получаем соль, от которой вообще не избавиться.
Так что вода из воздуха логистически НАМНОГО проще. Если это работает
>вода из воздуха логистически НАМНОГО проще. Если это работает
Но это не работает.
Есть горы, где бывает много тумана, а дожди не частые. Там же может не быть рек/ручьёв и подземных вод. Тогда, собирать конденсат - хорошая идея.
Стоимость этих кристаллов тоже не ясна. Может они 2 копейки стоить будут.
Капрон и нейлон тоже когда-то дорогими были. А сейчас их используют повсеместно.
Вот пример проекта по сбору конденсата:
Если новый материал повысит КПД, то это отлично. Меньше сеток надо будет ставить.
Меньше сомнительно, во первых нужна площадь чтобы взаимодействовать с атмосферой, во вторых нужна площадь чтобы рассеивать тепло, у воды есть в большинстве случаев очень полезное свойство выделять дохуялион тепла при конденсации, так что из нового материала сетка для той же эффективности нужна даже больше, если влажность воздуха меньше, а положительное отличие в том что собственно не нужно дожидаться тумана, начинает работать уже при 70% влажности, если не фейк.
Может пригодится на морских судах, как вариант на крайний случай
жаль пиздёжь
Ну написано же "при нормальном атмосферном давлении". В горах оно же ниже.
конечно усугубит))) но тут же важно вовремя освоить бабло)))
это ветровые электростанции
То есть высушат вообще до последней капли?
Выглядит как очередное наебалово. Хуярять паром на стержень, на стержне образуются капли. Ебать достижение!
ну так типа не 1 слой плёнки а дохуища. (а там где росы на плёнке нет - те идут нахуй как обычно)
Учёные придумали утреннюю росу?
придумали, как тебе ее продать
Полностью пассивная установка по сбору влаги - звучит очень круто. Вот только, я боюсь, делать их из MoSe2 будет дороговато, да и молибден, наверно, может вызвать отравление, если в больших дозах попадёт в воду