Ученые разработали установку для получения воды из воздуха в Крыму и жарких регионах

Основой созданного материала для сбора влаги из воздуха стала микрофибриллированная целлюлоза, состоящая из мельчайших волокон древесной массы. Они формируют прочный пористый каркас с огромной площадью поверхности. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers.

Чтобы усилить механическую прочность материала, на целлюлозные волокна нанесли тонкий слой пластика — полистирола. Получилась легкая и пористая матрица, включающая поры разного размера и способная поглощать влагу и выдерживать нагрузку более 30 килограммов. Благодаря иерархической системе пор материал поглощает влагу намного быстрее неармированных аналогов. Дополнительно материал пропитали ионной жидкостью (BMIMCI). В результате композит начал поглощать воду в гораздо большем объеме и без утечек, характерных для традиционных пропиток гигроскопичными солями.

«Проблему «выпотевания» жидкости мы устранили путем инновационного, но простого решения, благодаря которому в пористой матрице закрепили гигроскопичные соли CaCl2 или LiCl», — пояснил один из авторов проекта, научный сотрудник кафедры физической и коллоидной химии Губкинского университета Дмитрий Репин.

По подсчетам ученых, а также в ходе первых полевых испытаний установка производит до 2,5 литров воды на квадратный метр композитного материала за час.

«Ночью, когда влажность повышается, композит впитывает воду, днем — нагревается под воздействием солнечного света и всего за шесть часов полностью отдает накопленную влагу. Для этого хватит температуры 60 градусов — она быстро достигается под прямыми солнечными лучами сфокусированными линзой на светопоглощающий слой. Полученный пар легко конденсировать в чистую питьевую воду. Циклы можно повторять многократно: материал при этом не теряет ни формы, ни эффективности», — рассказал Репин.

Инновационную технологию получения влаги ученые реализовали в установке, которая может использоваться в сельском хозяйстве или для создания автономных систем водоснабжения. Комплекс не требует электроэнергии или топлива и работает за счет солнечного излучения и естественных суточных колебаний влажности — установка не дает выбросов углекислого газа.

«Экологичные установки могут помочь обеспечить пресной водой жаркие регионы с повышенной влажностью, например, Крым, Краснодарский край и Астраханскую область», — отметил Репин.

Ключевое преимущество технологии — экологичность. Композит основан на возобновляемом вторсырье — целлюлозе, которое можно получать прямо с деревообрабатывающих предприятий.

Губкинский университет

23 статей

Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, известен также как Губкинский университет – ведущий российский вуз по подготовке кадров и проведению научных исследований для всей цепочки нефтегазового сектора. В университете действуют два научно-исследовательских института, отраслевые научно-образовательные центры, молодежные лаборатории, работает более 40 коллективов ученых-исследователей, выполняющих перспективные фундаментальные и поисковые проекты.

Показать больше

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram