Mặc dù công nghệ thu thập độ ẩm khí quyển được kỳ vọng sẽ trở thành một trong những giải pháp giảm bớt tình trạng thiếu nước trên toàn cầu, nhưng hầu hết các thiết bị liên quan đến công nghệ AWH trước đây đều có công suất sản xuất nước hạn chế do kích thước lớngái xinh, vật liệu hấp phụ hoặc hiệu suất tuần hoàn của hệ thống. giới hạn.
Khả năng hấp thụ nước của công nghệ này hầu hết có mối tương quan thuận với chất hấp phụ, do đó khả năng hấp thụ nước và phun nước của chất hấp phụ đã trở thành trọng tâm nghiên cứu. Các nhà khoa học tận dụng khả năng hấp thụ lớn và đặc tính tái sinh dễ dàng của khung hữu cơ kim loại (MOF) để biến chúng thành chất hấp phụ chính cho công nghệ thu thập độ ẩm khí quyển.
Ngoài ra, để máy AWH liên tục hấp thụ và phun ra nước, cần có năng lượng bên ngoài để thúc đẩy phản ứng. Trước đây, các nhà khoa học đã nghĩ đến việc sử dụng điện từ lưới điện hoặc các tấm quang điện mặt trời (PV) làm năng lượng cho các thiết bị sưởi ấm, nhưng chúng phụ thuộc vào việc lưu trữ điện hóa để hoạt động liên tục vào ban đêm.
Lần này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Utah ở Hoa Kỳ đã cho ra mắt máy thu gom nước khí quyển chạy bằng nhiên liệu (CRCF) đầu tiên. Nó không chỉ nhỏ gọn mà còn cho phép máy nhanh chóng lưu thông và thu thập độ ẩm trong không khí thông qua việc đốt nóng nhiên liệu. Những phát hiện này được công bố ngày 22 tháng 7 trên tạp chí Khoa học Vật lý Báo cáo Tế bào.
CRCF này bao gồm bộ trao đổi nhiệt hấp phụ (AHX), hệ thống truyền nhiệt, hệ thống truyền hơi nước và ngưng tụ. Phương pháp chu trình của nó được chia thành hai giai đoạn: "hấp thụ nước" và "nhổ nước".
AHX trên loại CRCF này là một khối lập phương dài gần 20 cmgái xinh, bao gồm nhiều cánh tản nhiệt xốp bằng đồng xốp được sắp xếp song song. Các cánh tản nhiệt chứa đầy chất hấp phụ gọi là chất "nhôm fumarate", một loại MOF phổ biến. vật liệu trên thị trường, có thể thu được một lượng lớn hơi nước ở độ ẩm tương đối (Rh) trong khoảng từ 20% đến 30% để đạt được hiệu quả hấp thụ nước.
Các cánh tản nhiệt này được nối nối tiếp thông qua một số ống đồng và các ống đồng này được nối với một đế đồng nhỏ ở ngoại vi để sưởi ấm. Khi được làm nóng, nó có thể dẫn nhiệt đến các vây thông qua các ống đồng, cho phép hơi nước trong các vây thoát ra ngoài, sau đó vận chuyển hơi nước đến một thiết bị ngưng tụ nhỏ bên dưới thông qua một máy thổi khí nhỏ để tạo thành nước uống và lưu trữ nó trong một bể nước nhỏ để sử dụng cho con người.
Để kiểm tra hiệu suất của nguyên mẫu CRCF này, các nhà khoa học đã tiến hành thí nghiệm gần Thành phố Salt Lake, Utah, Hoa Kỳ. Độ ẩm cục bộ thay đổi rất lớn (20% đến 80%) và nhiệt độ không ổn định (3°C đến 20°C). Thí nghiệm kéo dài 25 giờ, quá trình trải qua 5 chu kỳ hút nước và phun nước liên tục, thu được thành công 431,2 gam hơi nước và tạo ra 266,12 gam nước uống.
Người thí nghiệm cho biết mỗi chu trình sử dụng 120 gam nhiên liệu dầu hỏa, mỗi chu trình kéo dài khoảng 1,5 giờ và trung bình 64,3% lượng hơi nước thu được sẽ ngưng tụ thành nước uống.
Mặc dù hiệu suất của quá trình ngưng tụ nước trong thử nghiệm này không lý tưởng nhưng nó giúp nhóm nghiên cứu hiểu rõ hơn các vấn đề xảy ra với nguyên mẫu. Họ đã tối ưu hóa thiết kế AHX của nguyên mẫu CRCF, chẳng hạn như tăng độ dày và mật độ sắp xếp của các cánh tản nhiệt, đồng thời thử nghiệm nó ở các nhiệt độ và độ ẩm khác nhau. Kết quả cho thấy nó có thể tạo ra 3,19 kg nước ngưng trên mỗi kg vật liệu MOF ở nhiệt độ 25°C và độ ẩm 40%.
Nhóm nghiên cứu cho biết rằng kết quả của nghiên cứu này giúp việc mở rộng quy mô hệ thống CRCF trở nên tương đối đơn giản. Trong tương lai, độ dày và mật độ của vây trong AHX có thể được thay đổi theo nhu cầu thực tế để sản xuất nhiều nước uống hơn. nước cho con người sử dụng Tuy nhiêngái xinh, điều này vẫn sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm xung quanh.
Các nhà thử nghiệm đã chỉ ra rằng nguyên mẫu hiện tại đã đạt được mục tiêu sản xuất 5 lít nước cho mỗi kg vật liệu hấp phụ mỗi ngày và thiết bị có thể được sử dụng để hấp thụ nước miễn là nó được đun nóng bằng bếp cắm trại của Quân đội.
Nhóm đang xem xét một hộ gia đình tiêu thụ từ 15 đến 20 lít nước uống mỗi ngày. Lý do là khi thiết kế hệ thống, họ phát hiện ra rằng vấn đề tài nguyên nước không chỉ là vấn đề quốc phòng mà còn là vấn đề dân sự. vấn đề ở mức độ lớn.
Sameer Rao, tác giả chính của nghiên cứu và là trợ lý giáo sư về kỹ thuật cơ khí tại Đại học Utah, nói với phòng tin tức của trường: “Nguyên mẫu này dựa trên các vật liệu hấp phụ giúp hấp thụ độ ẩm từ không khí không ẩm. Nó hấp thụ các phân tử nước và sau đó. áp dụng nhiệt để giải phóng các phân tử này thành dạng lỏng."
Ông giải thích: “Chúng tôi sử dụng MOF cụ thể để biến nó thành vật liệu có khả năng hấp thụ hơi nước trong không khí một cách đặc biệt và toàn bộ quá trình hấp thụ độ ẩm này có thể đảo ngược nên hơi nước sẽ không tích hợp vào vật liệu. Ngoài ra, những vật liệu Hấp thụ này có diện tích bề mặt bên trong lớn có thể tạm thời khóa một lượng lớn hơi ẩm từ không khí."
Nghiên cứu này được Trung tâm Chiến sĩ DEVCOM tài trợ và Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ điều hành nhằm thúc đẩy và hỗ trợ việc hiện đại hóa thiết bị của Quân đội Hoa Kỳ để Quân đội có thể lấy nước thông qua các thiết bị sản xuất nước nhỏ gọn khi hoạt động ở những vùng sâu vùng xa, nơi nguồn nước khan hiếm, không còn phải mang theo một ấm nước nữa.
Sinh viên tốt nghiệp Nathan Ortiz, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết rằng dầu nhiên liệu được chọn làm phương pháp sưởi ấm "vì các tấm pin mặt trời chỉ có thể hoạt động vào ban ngày, còn pin thì cồng kềnh và chiếm không gian". Các nhà thí nghiệm tin rằng thiết bị của họ là thiết bị đầu tiên tạo ra nguồn nước sử dụng nhiên liệu như xăng.
而每次回到家乡，她都会被当地社区老人的活力所震撼。他们的长寿秘诀是用心饮食和保持Ikigai（找到生命目的）。
该公司藉由一种热化学程序来建构脂肪分子，形成二氧化碳、氢和氧的键结，能生产不含牛奶的奶油，以作为传统奶油的替代品。
根据研究网站Edmunds的数据，混合动力汽车平均25天能从经销商处售出，速度几乎是电动汽车的三倍，是汽油动力汽车的两倍。
Hiện tại, nhóm thử nghiệm đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế sơ bộ dựa trên công nghệ này và công nghệ này cũng có thể đáp ứng các nhu cầu phi quân sự trong tương lai. ◇
Biên tập viên: Lian Shuhua#gái xinh
