Hulladékból tiszta ivóvíz – Ezzel a megoldással napi 14 litert nyernek ki a levegőből

Az amerikai kutatók új módszere szinte bármilyen szerves hulladékot vízgyűjtővé alakít. Az eljárás még száraz éghajlaton is működik, és például napenergiával is üzemeltethető.

A Texasi Egyetem kutatói kifejlesztettek egy új eljárást, ami a levegő páratartalmából napi 14 liter ivóvizet képes kinyerni, egyetlen kilogramm élelmiszer-hulladék vagy más szerves anyag felhasználásával. A módszer biomasszát alakít át „molekulárisan funkcionált biomassza-hidrogélekké”, amelyek hatékonyan vonják ki a nedvességet a levegőből.

„Ez az anyag lehetőséget ad arra, hogy a természet egyik legbőségesebb erőforrását kihasználva vizet nyerjünk a levegőből – bármikor, bárhol” – osztotta meg az egyetem sajtóközleményében a kutatás veuet Weixin Guan.

„Ezzel a felfedezéssel egy olyan univerzális molekuláris mérnöki stratégiát hoztunk létre, amely lehetővé teszi, hogy különféle természetes anyagokat nagy hatékonyságú nedvszívó anyagokká alakítsunk” – fűzte hozzá Guihua Yu anyagtudományokkal foglalkozó professzor.

Így lesz ivóvíz a levegőből – szerves hulladék felhasználásával

A kutatócsoport olyan módszert dolgozott ki, amely lehetővé teszi a természetes poliszacharidok molekuláris módosítását, hogy jobban megkössék a levegőben lévő nedvességet és hő hatására könnyebben felszabadítsák azt. Az eljárás során a kutatók hőre érzékeny és ikerionos csoportokat kapcsolnak az anyaghoz, ezzel elérik, hogy hatékonyabban reagáljon a hőmérsékletváltozásokra, valamint hatékonyabban szívja fel és tárolja a vizet.

A módosítás révén a hidrogélek szobahőmérsékleten képesek megkötni a levegő nedvességtartalmát. Enyhe, körülbelül 60 Celsius-fokos melegítés hatására a tárolt víz tiszta formában felszabadul. Ez a hőmérsékleti küszöb jelentős, mivel fenntartható forrásokkal is elérhető, például napenergia vagy ipari folyamatok hulladékhőjének felhasználásával. Az új módszer eltér a hagyományos vízkinyerési technológiáktól, amelyek gyakran energiaigényes hűtési eljárásokra vagy kőolajalapú anyagokra támaszkodnak.

A tudósok terepen végzett kísérletekkel bizonyították a módszerük hatékonyságát. A tesztek során egy kilogramm hidrogél naponta akár 14,19 liter vizet volt képes kinyerni a levegőből.

Nagyon meggyőző eredmény, és jelentősen felül is múlja a mai légi vízkinyerő technológiák teljesítményét, hiszen azok általában kilogrammonként napi 1–5 liter vizet állítanak elő. A kutatók sikeresen demonstrálták az eljárás hatékonyságát cellulóz, keményítő és kitozán felhasználásával is. Ez azt jelenti, hogy számos biomassza-típus újrahasznosítható ivóvíz előállítására.

Minden környezethez alkalmazkodik és skálázható megoldás

„A hagyományos ’válassz és kombinálj’ megközelítés helyett – amelynél speciális anyagokat kell kiválasztani egy-egy funkcióhoz – ez az általános molekuláris stratégia lehetővé teszi, hogy szinte bármilyen biomasszából hatékony vízgyűjtőt készíthessünk” – osztották meg a kutatók.

A legtöbb jelenlegi vízkinyerési technológia magas páratartalomra épül, ezzel szemben az új módszer száraz éghajlaton is jelentős mennyiségű vizet képes kivonni a levegőből.

„Ez teljesen új perspektívát nyit a fenntartható vízgyűjtés terén, és nagy lépést jelent a háztartások, illetve a kisebb közösségek számára is elérhető gyakorlati rendszerek felé” – hangsúlyozta Yu. A kutatócsoport kiemelte az eljárás fenntarthatóságát is. A biomassza alapú hidrogélek biológiailag lebomlanak, és könnyen elérhető, egyébként hulladékként végző anyagokból készülnek.

A kutatók ezzel nem zárták le a munkát: a jövőben a gyártás felskálázásán és a kereskedelmi célú alkalmazások tervezésén, például hordozható vízgyűjtők, önfenntartó öntözőrendszerek és vészhelyzeti ivóvízellátó eszközök fejlesztésén dolgoznak tovább.

Címlapkép: Texasi Egyetem