(UC Berkeley'den MOF'ler ile MIT'de yapılan su toplama makinesi. Hasat makinesi, sadece güneş ışığı kullanarak 12 saatlik bir süre zarfında düşük nemli havadan su litresini çekebilir.)
Her evin, yalnızca güneşin gücünü kullanarak, kuru veya çöl ortamlarında bile, evin ihtiyaç duyduğu suyu üreten bir aleti olan bir geleceğini hayal edin.
Güneş enerjili biçerdöver, Berkeley Kaliforniya Üniversitesi'nde üretilen özel bir materyal - metal-organik bir çerçeve (a metal-organic framework-MOF) kullanılarak tasarlandı.
Berkeley'de Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarında kimya alanında fakülte bilim adamı Ömer Yaghi, "Bu, düşük nemde havadan su toplamanın uzun süredir devam eden meydan okumasında önemli bir gelişmedir" dedi. "Şu anda bunu yapmanın başka yolu yok, ekstra enerji kullanımı dışında evdeki elektrikli nem alma cihazları çok pahalı su üretiyor."
% 20-30 nem koşulları altında prototip, bir kilogram MOF kullanarak, 12 saatlik bir süre zarfında havadan 2.8 litre su çekmek mümkün oldu. MIT'deki çatı testleri, cihazın gerçek dünya koşullarında çalıştığını doğruladı.
Yaghi, "bu gelecek için yeni bir vizyon; bir evin su ihtiyaçlarını güneş enerjisi ile çalışan bir cihaz ile bulunduğunuz yerden karşılamak " dedi. “Biz buna kişiselleştirilmiş su diyoruz.”
Yaghi, gazlar ve sıvılar depolamak için ideal katı ve gözenekli yapılar oluşturmak için magnezyum veya alüminyum gibi metalleri organik moleküller ile birleştirerek metal-organik çerçeveleri 20 yıl kadar önce icat etti. O zamandan beri, dünya çapındaki araştırmacılar tarafından 20.000'den fazla farklı MOF oluşturuldu. Bazıları hidrojen veya metan gibi kimyasal maddeler içeriyor: BASF kimya şirketi Yaghi'nin doğal gaz yakıtlı kamyonlardaki MOF'lardan birini test ediyor, çünkü MOF dolu tanklar basınç altında boş bir tanka pompalanabilen metanın üç katı tutuyor.
Diğer MOF'lar baca gazlarından karbondioksit yakalayabilir, adsorbe edilen kimyasalların reaksiyonunu veya ayrı proses tesislerinde petrokimyasalları katalize edebilir.
2014 yılında Yaghi, Evelyn Wang ve UC Berkeley ekibi, su buharı ile bağdaşan bir zirkonyum metali ve adipik asit karışımı olan bir MOF'u sentezlediler. Wang ve öğrencileri tasarlanan sistem, havaya açık bir odanın içine yerleştirilmiş, bir güneş absorbe edici ile bir yoğunlaştırıcı plaka arasında sıkıştırılmış, iki pound'dan daha büyük boyutlu MOF kristallerinden oluşuyordu. Ortam havası gözenekli MOF boyunca dağılırken, su molekülleri tercihen iç yüzeylere yapışır. X-ışını kırınımı çalışmaları, su buharı moleküllerinin küp oluşturmak üzere sekiz grup halinde toplandığını göstermiştir.
Bir pencere içerisinden giren güneş ışığı MOF'yi ısıtır ve bağlı suyu dışarıdaki hava sıcaklığındaki yoğunlaştırıcıya doğru sürer. Buhar, sıvı su olarak yoğunlaşır ve bir toplayıcıya damlar.
Wang, "Bu çalışma, yüksek bağıl nem koşulları gerektirmeyen ve mevcut teknolojilerden çok daha fazla enerji verimli havadan su toplamak için yeni bir yol sunuyor" dedi.
Yaghi, kavramsal biçerdöverin bu kanıtını iyileştirmek için çok fazla alan bıraktığını söyledi. Mevcut MOF, sudaki ağırlığının sadece% 20'sini emebilir, ancak diğer MOF malzemeleri% 40 veya daha fazla emebilir. Malzeme aynı zamanda daha yüksek veya daha düşük nem seviyelerinde daha etkili olacak şekilde ayarlanabilir.
"Orada sadece su toplayan pasif bir cihaz yaptık; şimdi hem deneysel hem de teorik temelleri atmış bulunuyoruz, böylece daha iyi materyalleri bulmak için, yapılabilecek binlerce MOF'ı tarayabiliyoruz" dedi. . "Hasat edilen suyun miktarını artırmak için çok fazla potansiyel var."
Yaghi ve ekibi MOF'larını geliştirirken Wang daha fazla su üretmek için hasat sistemini geliştirmeye devam ediyor.
"Her zaman suyun çalışması için gece boyunca nemi emen ve gün boyunca evrimleştirecek bir sistem tasarlayabilirsiniz" dedi. Çölün herhangi bir yerinde mahsur kalırsanız, bu cihaz sizin kurtarıcınız olabilir."
Daha fazla:"Water harvesting from air with metal-organic frameworks powered by natural sunlight," Science, science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aam8743 makalesine bakabilirsiniz.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder