太陽能系統從干燥空氣中提取飲用水

麻省理工學院和其他地方的研究人員大大提高了該系統的產量，該系統可以利用太陽或其他來源的熱量直接從空氣中提取飲用水，即使在干燥地區也是如此。

該系統建立在三年前由同一團隊的成員在麻省理工學院最初開發的設計的基礎上，使該過程更加接近，可以成為水電供應有限的偏遠地區的實用水源。麻省理工學院機械工程系系主任伊夫林·王教授今天在一篇論文《Joule》中描述了這一發現。研究生Alina LaPotin;還有六個人在麻省理工學院以及韓國和猶他州。

Wang和她的同事展示的較早的設備為該系統提供了概念驗證，該設備利用設備內部的溫差允許夜間將空氣中的水分吸收到吸附劑中，該吸附劑將液體收集在其表面上。并在第二天發布。當材料被太陽光加熱時，加熱的頂部和陰影下側之間的溫度差使水從吸附劑材料中釋放回來。然后水凝結在集水板上。

但是該設備需要使用稱為金屬有機框架或MOF的專用材料，這些材料昂貴且供應有限，并且該系統的出水量不足以用于實際系統。研究人員說，現在，通過結合第二階段的解吸和冷凝，以及使用易于獲得的吸附劑材料，該設備的產量得到了顯著提高，并且作為潛在的廣泛產品的可擴展性得到了極大的提高。

Wang說，該團隊認為“擁有一個小的原型真是太好了，但是我們如何才能將其變成更具擴展性的形式呢?” 設計和材料方面的新進展現在已朝著這個方向發展。

代替MOF，新設計使用了一種稱為沸石的吸附材料，在這種情況下，該吸附材料由微孔鋁磷酸鐵組成。該材料廣泛可用，穩定且具有正確的吸附劑性能，可僅基于典型的晝夜溫度波動和陽光加熱來提供有效的水生產系統。

LaPotin開發的兩階段設計巧妙地利用了水變化相時產生的熱量。太陽的熱量由盒狀系統頂部的太陽能吸收板收集，使沸石變熱，釋放出已被捕集的水分過夜。蒸汽凝結在集熱板上，該過程也會釋放熱量。集熱板是在第二沸石層正上方并與之接觸的銅片，其中冷凝熱用于從隨后的層中釋放出蒸汽。從兩層的每一層收集的水滴可以一起匯集到收集槽中。