Mezinárodní skupina vědců vynalezla dřevěnou nádobu, která „vyrábí“ neomezené množství pitné vody ze vzduchu.

Přístup k pitné vodě zůstává jedním z nejzávažnějších problémů 21. století. Podle údajů různých organizací žije více než 80 % světové populace v regionech, které trpí nějakou formou nedostatku vody. Hledání udržitelných řešení, která nevyžadují nákladnou infrastrukturu, stimulovalo tvůrčí potenciál vědců po celém světě.

V této souvislosti vědci z Austrálie a Číny vyvinuli zařízení, které je stejně jednoduché jako účinné: dřevěný krychle, který je schopen extrahovat vodu ze vzduchu a přeměnit ji na pitnou tekutinu.

Jeho fungování je založeno na přirozených procesech odpařování a kondenzace, ale je optimalizováno díky použití inovativních materiálů a sluneční energie.

Jak funguje dřevěný krychle, který „produkuje“ neomezené množství pitné vody?

Zařízení, které dostalo název „okenný kostka“, bylo vyvinuto vědci z Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) a Zhejiang A&F University.

Prototyp je vyroben z delignifikovaného balzového dřeva, tj. z něj byla odstraněna tvrdá složka, což ho činí nadýchaným a vysoce porézním. Taková struktura mu umožňuje účinně absorbovat vlhkost z okolního prostředí.

Tento proces je doplněn použitím chloridu lithného a vrstvy inkoustu z uhlíkových nanotrubiček. Sůl reaguje s molekulami vody ve vzduchu a zvyšuje absorpci, zatímco černý inkoust absorbuje sluneční záření a rychle zahřívá materiál.

Během dne se pod vlivem sluneční energie shromážděná voda odpařuje a kondenzuje uvnitř kontejneru, čímž se mění na tekutou vodu připravenou ke sběru.

Podle článku zveřejněného v časopise Journal of Cleaner Production dosahuje tato metoda v experimentálních podmínkách účinnosti 94 %. Systém nevyžaduje elektřinu ani údržbu, což z něj činí přenosné a ekologické řešení pro výrobu neomezeného množství pitné vody.

Provozní zkoušky tohoto dřevěného kontejneru a výsledky experimentů

Terénní zkoušky provedené výzkumníky přinesly slibné výsledky. Při relativní vlhkosti 65,9 % každý gram materiálu absorboval přibližně 2,5 mililitru vody za noc a většinu z ní uvolnil pod vlivem slunečního záření následující den.

I za podmínek nízké vlhkosti (kolem 30 %) si zásobník zachoval schopnost zadržovat vodu.

Zařízení o hmotnosti méně než jeden gram lze použít samostatně nebo v kombinaci s jinými zařízeními pro zvýšení účinnosti. Devět kostek dohromady může vyprodukovat asi 15 mililitrů vody denně. Modulárnost umožňuje škálovat systém pro řešení různých úkolů: od domácích a zemědělských aplikací až po likvidaci následků přírodních katastrof.

Testy také ukázaly, že kostka si zachovává svou strukturu a funkčnost i po skladování při teplotě -20 °C po dobu 20 dnů, což zaručuje její odolnost vůči extrémním podmínkám.

Jednoduché řešení globálního problému vody

Tato inovace se vyznačuje jednoduchostí a škálovatelností. Použité materiály (dřevo, sůl a uhelné inkousty) jsou levné, biologicky rozložitelné a snadno dostupné. Tento přístup snižuje výrobní náklady a přispívá k škálovatelnosti výroby.

Dr. Derek Hao, hlavní výzkumník Královského technologického institutu (RMIT), vysvětlil v oficiální tiskové zprávě, že projekt využívá přirozenou strukturu dřeva ke zlepšení transportu vody přes jeho póry. „Zařízení absorbuje vlhkost v otevřeném stavu a uvolňuje ji v uzavřeném stavu pod vlivem slunečního záření, čímž produkuje pitnou vodu bez nutnosti použití externích zdrojů,“ řekl.

Dr. Junfeng Hou z Čchung-čchianské univerzity A&F poznamenal, že kostka může být použita v krizových situacích, v izolovaných komunitách nebo regionech, kde jsou distribuční systémy nerentabilní.

Kromě výroby neomezeného množství pitné vody může systém pomoci regulovat vlhkost vzduchu v místnosti, což přispívá ke zvýšení pohodlí a zlepšení zdraví.

Možné oblasti použití tohoto zařízení a budoucí vývoj v oblasti pitné vody

Hlavní myšlenkou projektu je vytvoření modulárního řešení pro solární energii, které bude schopné fungovat kdekoli na světě. Vědci již pracují na větších verzích zařízení a jeho integraci do systémů obnovitelné energie.

Mezi plánovaná vylepšení patří instalace solárních panelů s funkcí akumulace tepla, která zajistí nepřetržitý provoz i v zamračených dnech a v noci.

Zvažuje se také možnost přidání inteligentních senzorů připojených přes internet věcí (IoT) pro optimalizaci cyklů absorpce a uvolňování vody.

Kombinace umělé inteligence a přírodních materiálů otevírá cestu k nové generaci technologií, které mohou změnit způsob, jakým spravujeme náš nejdůležitější zdroj: vodu. Podle výzkumníků je jejich zařízení schopné produkovat neomezené množství pitné vody v suchých oblastech bez nutnosti budování nákladné infrastruktury a elektrických sítí.

Dřevěný krychle, vyvinutý vědci z Austrálie a Číny, představuje životaschopnou alternativu k existujícím technologiím odsolování vody nebo zachycování mlhy, které obvykle vyžadují velké investice a neustálou údržbu.

Ačkoli se tento prototyp stále nachází ve fázi laboratorního výzkumu, demonstruje možnost získávání neomezeného množství pitné vody pomocí běžných materiálů a čisté energie. Škálovatelnost a nízké náklady z něj činí slibnou možnost pro boj s globální vodní krizí.

Vědci jednají s průmyslovými partnery o zahájení zkušební průmyslové výroby a následném zavedení do praxe. Pokud se výsledky potvrdí, může se okenní kostka stát skutečným průlomem v zajištění přístupu k vodě.