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美开发低成本集水装置,二氧化硅成为拯救干旱关键材料!
2021年06月04日 发布 分类:技术前沿 点击量:100
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美国西南研究院(SouthwestResearchInstituteSwRI)的研究人员开发了一种利用硅胶从大气中收集水的低成本方法,其中试设备规模比过去的尝试都更大,预计将会在今年10月完成建设。

硅胶珠排出水分时,会逐渐从蓝色变为粉色(来源:SwRI

据悉,该项目由SwRI内部提供30万美元的研究资金支持,用硅胶从空气中捕获水分子,意将其转化为可利用的水资源。项目负责人KevinSupak说,“空气中总是有水蒸气,如果你在潮湿的日子里喝冷饮,你会看到玻璃杯上凝结了冷凝水。我们可以捕捉到水分并将其转化为资源。”

世界上许多城市都面临着水资源供应危机。2018年,南非开普敦的水资源几乎耗尽。该市采用的一种解决方案是通过制冷从大气中收集水,这涉及在凉爽的表面上运行空气以产生冷凝,类似于空调技术。但这种方法是能源密集型的,并且在低湿度条件下不切实际。

SwRI的展示视频可以在YOUTUBE上找到

SwRI正在研究另一种基于吸附的大气水收集形式,即使在低湿度水平下,空气中存在的水蒸气分子也会附着在称为干燥剂的材料表面。由于由金属有机框架制成的高性能干燥剂成本太高,所以SwRI考虑使用硅胶珠来降低工艺成本。

硅胶珠干燥剂很常见。各种衣服、鞋子、设备中,为了防潮总是会放一包硅胶珠。而SwRI的方法就是使用风扇将空气吹过硅胶珠流化床,从而吸附水蒸气。“水蒸气会通过氢键附着在吸附材料上。当我们加热时,水会以气态形式渗出,但湿度要高得多”Supak说,“这种高湿度的空气更容易冷凝,收获饮用水。”

与其他利用固定床硅胶收集水资源的项目不同,SwRI的小组选择了运动的流化床。Supak 说,“我们的工艺使用流化床。我们将空气通过颗粒形式的硅胶颗粒,以提高吸水率和解吸率。”新系统预计每天可以生产5升水,并进行一千次以上的循环测试,以了解材料的老化。

编译 YUXI


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