Kuvittele vain, että voit poimia vettä ilmasta olematta kytkettynä mihinkään sähköverkkoon. Kuulostaa uskomattomalta, varsinkin jos se toimii missä ilma on erittäin kuiva, kuten aavikko- ja arojen alueella. Tällainen laite on todellakin kehitetty ja parasta siinä, että se ei käytä melkein mekaanisia osia tai monimutkaista elektroniikkaa ja toimii yksinomaan suoralta auringonvalolta (ei aurinkokennoilla).
Massachusettsin teknillisen instituutin tutkijat käyttivät orgaanisena metallirakenteena (MOF) tunnettua rakennetta veden keräämiseen suoraan ilmasta (niinkin alhaisella kosteustasolla kuin 20%). Tätä kosteustasoa esiintyy yleisesti maailman kuivimmilla alueilla. Prototyyppi pystyi uuttamaan 2,8 litraa vettä päivässä ilmankosteuden ollessa 20-30%.
MOF-rakenne: Keltaiset pallot edustavat tyhjiä rakenteita, jotka keräävät vettä. Lähde: UC Berkeley / Berkeley Lab
MOF-yhdisteet ovat hilarakenteita, jotka koostuvat orgaanisista yhdisteistä ja metallihiukkasista ja ovat olleet suosittuja keksintöstään lähtien, noin 20 vuotta sitten. MOF-rakenteesta ja lähtöaineista riippuen, tietyt molekyylit voivat olla erittäin luotettavasti kerrostuneita tämän rakenteen huokosiin. Ne voivat olla kaasuja vedystä metaaniksi. Niiden varastointitiheys tilavuusyksikköä kohden on suurempi kuin jos kaasut puristettaisiin suuriin onttoihin säiliöihin. Heidän keksintönsä jälkeen Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä on kehitetty yli 20 000 erilaista MOF-optio-oikeutta. Tässä vedenkeräimessä käytetty MOF koostuu zirkoniumista ja adipiinihaposta, jotka sitovat vesihöyryä.
Ensimmäisessä kuvassa näet vedenkeräimen rakenteen. Sisällä ylemmän valoa absorboivan kerroksen ja alemman kondensaattorilevyn väliin on painettu noin 1 kg MOF-kiteitä. Kun ympäröivä ilma kulkee huokoisen MOF: n läpi, vesimolekyylit kiinnittyvät sisäpintoihin. Laitteen yläosassa olevan läpikuultavan ikkunan läpi kulkeva auringonvalo lämmittää MOF: n ja siirtää sitoutuneen veden kohti ympäristön lämpötilassa olevaa lauhdutinta laitteen alla olevan lämpöputken ja jäähdyttimen läpi. Höyry kondensoituu ja vesi virtaa kollektoriin. Periaate on sekä yksinkertainen että tehokas. Jos nämä ominaisuudet voidaan tehdä vakaiksi, tämä on todellinen läpimurto aurinkoenergian älykäskäytössä ilman aurinkoelementtejä.
Käännöskirjailija Sergey Smyshlyaev