태양광 발전으로 공기에서 물을 수확하다

현재 물 부족 국가에는 22억 명이 넘는 사람들이 살고 있으며, 유엔에서는 매년 350만 명이 물 관련 질병으로 사망하는 것으로 추산하고 있습니다. 식수 개선이 가장 필요한 지역은 세계에서 가장 햇볕이 잘 드는 곳에 위치해 있기 때문에 햇빛을 활용하여 깨끗한 물을 얻는 데 큰 관심이 있습니다.

중국 Shanghai Jiao Tong University의 연구원들은 어려운 건조 지역에서 사람들이 생존할 수 있는 충분한 식수를 제공하는 데 도움이 될 수 있는 유망한 새로운 태양열 대기 물 수확 기술을 개발했습니다. 그들은 자신의 작품을 다음과 같이 출판했습니다. 응용물리학 리뷰AIP 출판 저널.

저자인 Ruzhu Wang은 “이 대기 중 물 수확 기술은 가정용 식수, 공업용수, 개인 위생용수 등 일상적인 물 공급 수요를 늘리는 데 사용될 수 있습니다.”라고 말했습니다.

역사적으로 연구자들은 염분 함량이 높을수록 염석화 효과로 인해 하이드로겔의 팽윤 용량이 감소하기 때문에 하이드로겔에 소금을 주입할 때 어려움에 직면해 왔습니다. 이로 인해 염분이 누출되고 수분 흡수 능력이 감소했습니다.

Wang은 “우리는 최대 5g의 소금을 1g의 폴리머에 주입했을 때에도 결과 젤이 우수한 팽창 및 염 포집 특성을 유지했다는 사실에 깊은 인상을 받았습니다”라고 말했습니다.

연구진은 식물 유래물과 흡습성 염을 이용해 비교할 수 없을 만큼 많은 양의 물을 흡수하고 유지할 수 있는 초흡습성 젤을 합성했다. 1kg의 건조 젤은 건조한 대기 환경에서 1.18kg의 물을 흡수할 수 있으며 습한 대기 환경에서는 최대 6.4kg의 물을 흡수할 수 있습니다. 이 흡습성 겔은 제조가 간단하고 저렴하여 결과적으로 대규모 제조에 적합합니다.

또한 팀은 탈착실과 응축실이 병렬로 구성된 프로토타입을 채택했습니다. 그들은 응축실에 터보팬을 사용하여 탈착된 물의 회수율을 90% 이상으로 높였습니다.

야외 시제품 시연에서 연구팀은 햇빛이 약한 오전이나 오후에도 흡착수를 배출하는 것을 확인했다. 이 시스템은 낮에도 동시 흡착과 탈착을 달성할 수 있습니다.

연구팀은 재생 에너지를 사용하여 동시 흡착 및 탈착을 달성하여 흡착제 단위 질량당 일일 물 생산량을 최대화하고 물 생성의 실제 적용을 위해 시스템 성능을 더욱 최적화하기 위해 노력할 것입니다.

일상적인 물 생산 외에도 대기수를 수집하는 흡착재는 제습, 농업 관개, 전자 장치의 열 관리와 같은 미래 응용 분야에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231205114829.htm