Öntözővíz a levegőből: az új vízgyűjtő rendszer önellátó és karbantartást sem igényel

Anélkül is folyamatosan működik egy új, csupán napelemmel üzemeltetett vízgyűjtő rendszer, hogy rendszeresen szervizelni kellene. Egy-egy egysége naponta több liter vizet képes kivonni a levegőből.

A szaúdi Abdullah Király Technológiai és Tudományegyetem (KAUST) feltalálói szerint az új vízgyűjtő rendszer alapját olyan függőleges mikrocsatornák gyűjteménye alkotja, amelyekbe abszorbensként sóoldatot töltenek, hogy hatékonyabban nyeljék el a vizet. A vizes sóoldat ugyanannak a kapilláris hatásnak köszönhetően emelkedik fel a csatornában, ami a növények szárában működik: felhúzza a vizet, ezután a koncentrált sóoldat visszadiffundál, hogy további vizet gyűjtsön.

Az eddig ismert napelemes vízgyűjtő rendszerek kétlépcsős ciklusban működnek: először egy abszorbens anyag befogja a vizet a levegőből, majd, amikor telítetté válik, a rendszert lezárják és napfénnyel melegítik, hogy kivonják a befogott vizet. Az egyik lépcsőről a másikra való átállás ezen az elven kézi munkát vagy egy váltórendszert igényel, ami bonyolulttá és költségessé teszi a víztermelést. Ezzel szemben a KAUST innovációja az, hogy

a vízgyűjtő rendszerük automatikusan váltogat a két szakasz között, így folyamatosan működik, emberi beavatkozás nélkül.

„A rendszerünkben a tömegszállító hidak kulcsfontosságú szerepet játszanak az atmoszférikus vízgyűjtés nyitott része és az édesvíz-generálás zárt része között. A tömeg és a hő szállításának optimalizálásával sikerült növelnünk a rendszer hatékonyságát és eredményességét” – magyarázták a projektet vezető Kaijie Yang és Tingting Pan PhD hallgatók, akik szerint az inspirációt a természetes folyamatok megfigyelése, és különösen az adta, hogy a növények hogyan szállítják a vizet gyökereiktől a levelekig, speciális szerkezeteken keresztül.

Öntözővíz hatékonyan és olcsón, bárhol

A Nature oldalain publikált tanulmány leírja a rendszer Szaúd-Arábiában végzett tesztelésének eredményeit is. Ezek szerint az automatikus és önellátó vízgyűjtő minden négyzetmétere naponta 2-3 liter vizet termel a nyári évszakban és kb. 1-3 litert ősszel. A rendszert több héten át bármiféle karbantartás nélkül működtették, és azt is kimutatták, hogy közvetlen vízforrásként használható kínai káposzta vagy sivatagi fák öntözésére.

„A rendszer megépítéséhez felhasznált anyagok a következők: egy vízelszívó szövet, némi olcsón kapható nedvszívó só és egy műanyagból készült keret. Ezeket az anyagokat kifejezetten a megfizethetőségük és könnyű elérhetőségük miatt választottuk, így várhatóan a kész rendszer ára is megfizethetők lesz, ami nagyszabású alkalmazás esetén fontos kérdés, főleg a világ alacsony jövedelmű régióiban” – mutatott rá Qiaoqiang Gan, a tanulmány egyik vezető szerzője.

A KAUST technológiai áttörése óriási jelentőséggel bírhat azokban a szegény országokban, ahol a lakosságnak sem feltétlenül jut elég víz, nemhogy a növénytermesztése, ami eszkalálja a problémát, hiszen élelmiszerhiányhoz vezethet. A tudósok egy olyan megoldást kerestek és találtak meg, ami nem egyszerűen megsegíti a világ vízhiányos területeit, hanem hozzá is járul a fenntartható fejlődéshez.

A főoldali kép illusztráció. Kép: Heno Hwang, KAUST