美太陽能設備 空氣取食水大躍進

By on October 20, 2020

原文刊於信報財經新聞「StartupBeat創科鬥室

美國麻省理工學院(MIT)成功開發一款設備,利用太陽或其他來源的熱量,即使在沙漠地區,亦可直接從空氣提取飲用水,該技術近日有新進展,其每日集水量提升至約0.77升,期望減輕乾旱地區食水短缺的問題。

這台機器早在3年前,由麻省理工同一團隊首次開發,今次改進後更貼近乾旱地區環境,有助為偏遠地區提供水源。美國新聞網站Axios指出,運作過程是利用內部的溫差,讓表面收集液體的吸水材料,晚上從空氣吸收水份,並在翌日釋放。當材料被太陽光加熱後,儲存熱量的頂部及陰涼的底部出現溫差,令水份從吸水材料釋放出來,並凝結在收集板上。

麻省理工研發太陽能設備,可從沙漠空氣抽取飲用水。(MIT網上圖片)

麻省理工研發太陽能設備,可從沙漠空氣抽取飲用水。(MIT網上圖片)

技術改良 日抽0.77公升

原先該設備使用名為金屬有機框架的專用材料,價格昂貴且供應有限。現時團隊利用一種新的現成汲水材料,稱為沸石(zeolite),由微孔鐵及磷酸鋁製成,並加入第二階段的解吸(desorption)和凝結。使用後,機器產量顯著增加,可擴展性亦改善。

這種可廣泛使用的材料,具有提供高效產水系統所需的吸收性能,可按日夜溫度波動和利用太陽光加熱來運行。太陽的熱量被機器頂部的太陽能板收集,使沸石變熱,釋放出已採集一整夜的水份。集熱板是一塊銅板,位於第二層沸石層的上方並與其連接,而從兩層收集到的水滴會流到收集槽中。

破除濕度限制 合乾旱地區

現有的大氣集水(AWH)方法,包括霧氣採集和露水採集,都存有很大局限。前者只能在相對濕度為100%的環境下進行,目前僅在少數沿海沙漠使用;後者則需要能源密集型製冷,以提供寒冷的表面凝結水份,相對濕度至少維持在50%。

相比之下,新設備可在低於20%的相對濕度下使用,除陽光以外,幾乎毋須能量輸入,而且新設計有效把產水能力增加一倍。儘管每日集水量提升至約0.77升,惟人類每天至少要2.5升水才能生存。

運作過程是儲存熱量的頂部及陰涼的底部出現溫差,令水分從吸水材料釋放出來,並凝結在收集板上。(網上圖片)

運作過程是儲存熱量的頂部及陰涼的底部出現溫差,令水分從吸水材料釋放出來,並凝結在收集板上。(網上圖片)

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