Çölde Bile Havadaki Nemden Su Üretebilen Cihaz

Cihaz içerdiği sünger benzeri soğurucunun her kilogramı için günde 3 litre su üretilebiliyor ve araştırmacılar gelecekteki versiyonların daha da iyi olacağını söylüyor. Dünyanın en kurak bölgelerinde, güneş enerjisi ile çalışan cihaz sayesinde, milyarlarca insan ihtiyaç duydukları suya ulaşabilecek.

Atmosferde herhangi bir anda yüzen tahmini 13 trilyon litre su var, gezegenimizin göllerinde ve nehirlerinde bulunan tatlı suyun % 10’una denk geliyor.
Çok amaçlı bir çözüm bulmak için, University of California, Berkeley’den kimyager Omar Yaghi liderliğinde araştırmacılar, metal organik çerçeveler ve MOF adı erilen kristal tozlardan oluşan bir aleti tercih ettiler.
Yaghi, 20 yıldan beri, sürekli 3D ağlar oluşturan ilk MOF’ları yani gözenekli kristaller üzerinde çalışıyor. Şebekeler; göbekleri ve çubukları birbirine bağlayan, yapışkan organik bileşikler gibi davranan metal atomlarından, Tinkertoy benzeri bir biçimde, bir araya gelir. Farklı metalleri ve organikleri seçerek, kimyagerler her MOF’un özelliklerini arayarak, hangi gazların ona bağlanacağını ve ne kadar kuvvetle tuttuklarını kontrol edebilir.

Geçtiğimiz 20 yılda, kimyagerler her biri benzersiz molekül kapma özelliklerine sahip 20000’den fazla MOF sentezledi. Örneğin, Yaghi ve diğerleri geçtiğimiz günlerde metan emici ve daha sonra serbest bırakan MOF’lar tasarladı. Bu tür, metan ve doğal gazla çalışan araçlar için yüksek kapasiteli gaz tankı haline getirildi.

Yaghi ve meslektaşları, 2014 yılında düşük nem koşullarında bile suyu emerek mükemmel bir MOF hazırladılar. Bu durum, daha önce, Cambridge’deki Massachusetts Institute of Technology (MIT)’deki bir makine mühendisi olan Evelyn Wang tarafından otomobil klimalarında çalışılmıştı. Yaghi, MOF-801 olarak adlandırılan yeni zirkonyum tabanlı MOF’u sentezledikten sonra Wang ile MIT’de bir araya geldi ve su toplama cihazı üzerinde beraber çalışmaya karar verdiler.

Wang ve öğrencileri tarafından tasarlanan sistemde 1 kg. toz MOF kristalleri gözenekli bakır metalin ince bir sayfasına püskürtülür. Bu tabaka, güneş ışınlarını absorbe edici ile bir kondansatör plakası arasına yerleştirilir ve bir haznenin içine oturtulur. Gece hazne açılır, ortam havasının, gözenekli MOF ve su moleküllerinden içeri yüzeylerine sızmak için dağılmasına ve sekiz grup halinde küçük kübik damlacıklar oluşturmasına izin verilir. Sabah hazne kapanır ve cihazın üst kısmındaki pencereden giren güneş ışığı, su damlacıklarını serbest bırakan ve onları buhar gibi soğutucu yoğunlaştırıcıya doğru iten MOF’u ısıtır. Sıcaklık farkı ve haznenin içindeki yüksek nem, buharın biriktiriciye damlayan sıvı su olarak yoğunlaşmasına neden olur. Cihaz verimli bir şekilde çalışırsa, her gün 2,8 lt. su üretebilir.

Kaynak:   sciencemag

• güneş enerjisi
• bilim
• yenilikçi
• teknoloji
• su üretimi
• yeşil cihazlar