用太阳能从沙漠空气中收集水？ 科学家已经喝过了

　　来源：科技日报


用铝制成的新型MOF-303材料结构图。


金属有机框架材料集水设备。



　　美国研究人员近日开发并测试了一种“吸水”设备，可仅利用太阳能，在沙漠里收集空气中的水。

　　水在地球上含量最丰富，约占所有物质的70%，但人类实际可饮用的淡水只占其中2.5%。随着人口增长、气温上升，全球水危机也日益严重，这促使科学家们开始研发更好的水资源收集方式。多数研究集中在海水淡化技术，但也有少数研究在钻研如何从干燥空气中“吸取”稀有水分。

　　美国加利福尼亚大学伯克利分校奥马尔?亚吉研究团队在最新一期美国《科学进展》杂志上发表论文介绍，他们前往亚利桑那州的沙漠中实测了这种设备，并成功收集到了空气中的水。

　　据介绍，该设备使用了名为“金属有机框架”（MOF）的固体多孔材料，这种由金属锆制成的材料极易吸收液体和气体，且能在被加热后迅速将它们释放。这款新型集水设备，将多孔MOF晶体压缩在太阳能吸热器与冷凝板之间，其原理是当空气流过MOF时，水分子被MOF束缚，接着等阳光照射加热设备，水分子变成蒸汽，于箱子内部冷凝成液态水并往下滴入收集器中。

　　实测中，设备里的“金属有机框架”在夜间吸收了空气中的水，并在白天借助太阳能加热，将水排放到特定容器中。去年，团队于学院大楼屋顶进行测试，条件与莫哈维沙漠相似（平均湿度约20%），12小时内从空气中吸取了2.8公升水，创下令人惊讶的纪录。

　　这项技术不但不需要相对湿度高的条件，能源效率也比其他现有技术好。这次，团队将测试地点移往斯科茨代尔沙漠地区，进行了现场实测。在那里，相对湿度从夜间的40%下滑至白天的8%。而实测结果显示，只要添加更多金属有机框架材料，就算湿度极低，设备也能扩大规模吸收更多水分，平均每公斤MOF材料可收集220毫升水。

　　研究人员表示，测试使用的MOF材料MOF-801由昂贵金属锆制成，所幸奥马尔现在已经开发出由铝制成的新型MOF材料MOF-303，价格可便宜至少150倍，目前在实验室测试中捕获到比MOF-801多两倍的水，相当于每公斤MOF材料可生产超过400毫升（3杯）水。研究人员计划今年晚些时候到更干燥的地区测试这种铝基集水设备。

　　一个人每天至少要喝一杯罐装可乐容量的水，而MOF设备能在一小时内收集到这些水量。科学家想证明，假如你不幸于沙漠中迷失方向，你可以靠这种设备活下来，坚持至救援出现。在加州大学伯克利分校公布的影片中，一名研究人员真的喝下了这杯“水”。

　　（据新华社）