Drinkwater wordt uit de stoffige
woestijnlucht gezogenKING ABDULLAH
UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY (KAUST).
Een eenvoudig apparaat dat zijn eigen gewicht
in water uit frisse lucht kan opvangen en
vervolgens dat water vrijlaat als het wordt
opgewarmd door zonlicht. Een veilige nieuwe bron
van drinkwater voor afgelegen droge regio's,
suggereert nieuw onderzoek door KAUST.
Wereldwijd bevat de lucht van de aarde bijna
13 biljoen ton water; een enorm hernieuwbaar
reservoir van schoon drinkwater. Testen van veel
materialen en apparaten die zijn ontwikkeld om
deze waterbron af te tappen, hebben aangetoond
ofwel te inefficiënt, duur of complex te zijn
voor praktisch gebruik. Eén prototype apparaat
ontwikkeld door Peng Wang van het Water
Desalination Reuse Center en zijn team kon daar
eindelijk verandering in brengen.
De kern van het apparaat is het goedkope,
stabiele, niet-toxisch zout, calciumchloride.
Dit zout heeft zo'n hoge affiniteit voor water
dat het enorm veel damp uit de omringende lucht
kan absorberen om een bron van water te vormen,
zegt Renyuan Li, een Ph.D. student in het team
van Wang. "Het zout kan zichzelf oplossen door
vocht op te nemen uit de lucht", zegt hij.
Calciumchloride heeft een groot potentieel
voor waterwinning, maar het feit dat het van een
vaste naar een zoute vloeistof verandert was een
belangrijke hinderpaal voor het gebruik ervan
als wateropvangapparaat, zegt Li. "Systemen die
vloeibare middelen gebruiken zijn erg
ingewikkeld," zegt hij. Om dit probleem op te
lossen hebben de onderzoekers het zout verwerkt
in het polymeer genaamd hydrogel, dat een grote
hoeveelheid water kan vasthouden terwijl het
solide blijft. Ze hebben ook een kleine
hoeveelheid koolstofnanobuisjes toegevoegd, 0,42
procent in gewicht, om ervoor te zorgen dat de
opgevangen waterdamp kan vrijkomen. Koolstof
nanobuisjes absorberen heel efficiënt zonlicht
en zetten de gevangen energie om in warmte.
Het team deed 35 gram van dit materiaal in
een eenvoudig prototype apparaat. Buiten
geplaatst ving het 37 gram water op in één nacht
bij een relatieve luchtvochtigheid rond de 60
procent. De volgende dag werd, na 2,5 uur
bestraling met natuurlijk zonlicht, het meest
van het geabsorbeerd water vrijgegeven en
verzameld in het apparaat.
"De meest opmerkelijke aspecten van de
hydrogel zijn de hoge prestaties en de lage
kosten, "zegt Li. Als het prototype wordt
opgeschaald om 3 liter water per dag te
produceren - de minimale waterbehoefte voor een
volwassene - zouden de kosten voor de hydrogel
slechts een halve cent per dag bedragen.
De volgende stap zal zijn om de absorberende
hydrogel zo te verfijnen dat het water continu
kan geloosd worden in plaats van in batches,
zegt Wang.
Vertaling: Andre Teirlinck
