يمكن أن يساعد الجهاز الذي يمكنه استخراج المياه من الهواء الجاف تقريبًا باستخدام حرارة أشعة الشمس في توفير مصدر مستدام للمياه في المناطق النائية ذات الوصول المحدود إلى الكهرباء.
تقول ألينا لابوتين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “في المناطق التي تمثل فيها ندرة المياه مشكلة، من المهم التفكير في التقنيات المختلفة التي توفر المياه، خاصة وأن تغير المناخ سيؤدي إلى تفاقم العديد من مشكلات ندرة المياه”.
الجهاز، الذي طورته لابوتين وزملاؤها، يحتوي بداخله على مادة ممتصة تسمى الزيوليت، والتي تجمع بخار الماء من الهواء ليلاً.
وخلال النهار، تعمل الحرارة الناتجة عن الشمس المتجمعة على لوحة “امتصاص الطاقة الشمسية” على إطلاق الماء من المادة بحيث تكون مناسبة للاستخدام.
نظرًا لأن الزيوليت مسامي جدا وله مساحة سطح داخلية كبيرة، فإنه يمكن أن يمتص الكميات الصغيرة من الماء الموجودة في الهواء الجاف تقريبًا، كما يقول لابوتين.
تتنبأ النمذجة التي تستند إلى الاختبارات الأولية للجهاز الذي يأتي على شكل صندوق مصنوع من صفائح الأكريليك والألمنيوم والنحاس، ويزن حاليًا حوالي 7 كيلوغرامات، أنه يمكن أن ينتج الماء من الهواء مع رطوبة نسبية منخفضة تصل إلى 20 في المائة – وهي المستويات التي شوهدت في الصحاري.
مقالات شبيهة:
إستخلاص الماء من الهواء .. مصدر مستقبلي لمياه الشرب
أزمة المياه … قضية سياسية في جنوب إفريقيا
وتعمل أجهزة تجميع المياه الموجودة في الغلاف الجوي، مثل أنظمة حصاد الضباب والندى، فقط عند مستويات الرطوبة النسبية التي لا تقل عن 50 في المائة.
وتضيف لابوتين أن حصاد الضباب يحمل أيضا عيبا يتمثل في اقتصاره جغرافيًا على مناطق الضباب، ويجب أن تستهلك أنظمة الندى الكثير من الطاقة لتشغيل أنظمة التبريد التي تبرد الهواء تحت نقطة الندى.”
تقول لابوتين: “على عكس تقنيات تحلية المياه، فإن حصاد المياه في الغلاف الجوي هو استراتيجية في حالة عدم توفر المياه السائلة”، وتضيف أنها مناسبة أيضا في المناطق التي لا توجد بها بنية تحتية مركزية لإنتاج المياه.
وتضيف لابوتين: “نحن مهتمون بتطوير أنظمة تجميع المياه المدمجة في الغلاف الجوي والتي تركز بشكل أكبر على قيود النقل والوزن”.
خلال الاختبارات، تمكن الجهاز من إنتاج 0.77 لترا من الماء يوميا لكل متر مربع من امتصاص الطاقة الشمسية، وتقول لابوتين إن فريقها يبحث في طرق زيادة كمية الماء التي يمكن أن تمتصها المادة الموجودة داخل الجهاز، لزيادة كفاءته بشكل أكبرفي استخراج المياه.
وتقول: “يتم تطوير مواد جديدة تتمتع بقدرة استيعاب أعلى”. “سيؤدي دمج هذه المواد في أجهزتنا إلى إظهار أداء أفضل.”