El pasado octubre, un equipo de la Universidad de California, Berkeley, que se dirigió al desierto de Arizona, dejó caer su nuevo prototipo de cosechadora de agua en el patio trasero de un hogar en un tracto y comenzó a succionar agua del aire sin otra fuente de energía que la luz solar.
La exitosa prueba de campo de su cosechadora más grande de próxima generación demostró lo que el equipo había predicho a principios de 2017: que la cosechadora de agua puede extraer agua potable todos los días / ciclos nocturnos con muy poca humedad y bajo costo, por lo que es ideal parapersonas que viven en zonas áridas y carentes de agua del mundo.
"No hay nada como esto", dijo Omar Yaghi, quien inventó la tecnología subyacente a la cosechadora. "Funciona a temperatura ambiente con luz solar ambiental, y sin aporte de energía adicional puede recolectar agua en el desierto.-desierto viaje nos permitió convertir realmente la recolección de agua de un fenómeno interesante en una ciencia "
Yaghi, la cátedra James y Neeltje Tretter en química en UC Berkeley y un científico de la facultad en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, y su equipo informará los resultados de la primera prueba de campo de una cosechadora recolectora de agua en la edición del 8 de junio deldiario Avances científicos .
La prueba en Scottsdale, donde la humedad relativa cae de un máximo del 40 por ciento por la noche a un mínimo del 8 por ciento durante el día, demostró que la cosechadora debería ser fácil de escalar simplemente agregando más absorbente de agua, unmaterial altamente poroso llamado estructura organometálica, o MOF. Los investigadores anticipan que con el MOF actual MOF-801, hecho del costoso circonio metálico, finalmente podrán cosechar alrededor de 200 mililitros aproximadamente 7 onzas deagua por kilogramo 2.2 libras de MOF, o 3 onzas de agua por libra
Pero Yaghi también informa que ha creado un nuevo MOF basado en aluminio, llamado MOF-303, que es al menos 150 veces más barato y captura el doble de agua en las pruebas de laboratorio. Esto permitirá que una nueva generación de cosechadoras produzca más de400 ml 3 tazas de agua por día a partir de un kilogramo de MOF, el equivalente a media lata de refresco de 12 onzas por libra por día.
"Ha habido un enorme interés en comercializar esto, y ya hay varias empresas nuevas dedicadas al desarrollo de un dispositivo comercial de recolección de agua", dijo Yaghi. "El MOF de aluminio está haciendo esto práctico para la producción de agua, porque es barato".
Yaghi también está trabajando con la Ciudad Rey Abdul Aziz para Ciencia y Tecnología en Riad, Arabia Saudita, y su presidente, el Príncipe Dr. Turki Saud Mohammad Al Saud, en la tecnología como parte de su Centro de excelencia de investigación conjunta para nanomateriales y limpiezaEnergía.
MOF súper absorbentes
Yaghi es pionera en estructuras metálicas orgánicas, que son sólidos con tantos canales internos y agujeros que un MOF del tamaño de un cubo de azúcar podría tener una superficie interna del tamaño de seis campos de fútbol. Esta superficie absorbe fácilmente gases olíquidos, pero igual de importante, los libera rápidamente cuando se calientan. Ya se están probando varios tipos de MOF como una forma de empacar más gas en los tanques de los vehículos alimentados con hidrógeno, absorber dióxido de carbono de las chimeneas y almacenar metano.
Hace varios años, Yaghi creó MOF-801, que absorbe y libera agua fácilmente, y el año pasado probó pequeñas cantidades en una cosechadora simple para ver si podía capturar agua del aire ambiente durante la noche y usar el calor del sol para conducirla cosechadora, construida por un colaborador del MIT con menos de 2 gramos de MOF, demostró que el concepto funcionó: las ventanas se empañaron al sol, aunque los investigadores no pudieron recolectar o medir con precisión el agua.
Esa misma cosechadora fue transportada al desierto a principios de este año y funcionó de manera similar, aunque nuevamente solo se generaron gotas de agua como prueba de concepto.
Para el nuevo artículo, el equipo de UC Berkeley, el estudiante graduado Eugene Kapustin y los becarios posdoctorales Markus Kalmutzki y Farhad Fathieh, recolectaron y midieron el agua y probaron la cosechadora de última generación en condiciones variables de humedad, temperatura e intensidad solar.
La cosechadora es esencialmente una caja dentro de una caja. La caja interna tiene una cama de 2 pies cuadrados de granos MOF abiertos al aire para absorber la humedad. Esto está encerrado en un cubo de plástico de dos pies con parte superior y lados transparentes.La parte superior se dejó abierta por la noche para permitir que el aire fluyera y entrara en contacto con el MOF, pero se reemplazó durante el día para que la caja pudiera calentarse como un invernadero para expulsar el agua del MOF. El agua liberada se condensó en el interior delcaja exterior y cayó al fondo, donde los investigadores lo recogieron con una pipeta.
Las extensas pruebas de campo presentan un plan que permite a los ingenieros configurar la cosechadora para las diferentes condiciones en Arizona, el Mediterráneo o en cualquier otro lugar, dado un MOF específico.
"El desarrollo clave aquí es que funciona a baja humedad, porque eso es lo que es en las regiones áridas del mundo", dijo Yaghi. En estas condiciones, la cosechadora recoge agua incluso en puntos de rocío bajo cero.
Yaghi espera ansiosamente la próxima prueba de campo, que probará el MOF a base de aluminio y está planeado para Death Valley a fines del verano, donde las temperaturas alcanzan los 110 grados Fahrenheit durante el día y permanecen en los 70 por la noche, con la humedad nocturna comotan bajo como 25 por ciento
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Materiales proporcionados por Universidad de California - Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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