Добыча воздуха из воды: Как получить воду из воздуха — Naked Science

Добыча воды из воздуха | Labstol.ru

11 декабря 2018

 

Как мы знаем, на Марсе существует вода. Однако большая часть найденной там воды находится в твёрдом состоянии – в виде льда; жидкой воды найдено совсем немного – это небольшие и непостоянные солёные речки. Поэтому даже если на Марсе есть какие-то живые организмы, то им приходится весьма и весьма трудно.

Для сравнения можно привести ситуацию на Земле. На нашей планете жидкой и пригодной для питья воды гораздо больше, чем на Марсе, и всё же значительная часть населения не всегда может своевременно получить к ней доступ. И население Земли постоянно растёт, в то время как запасы воды – нет. Поэтому внимание большого количества учёных приковано к возможности получения пресной воды из новых источников.

Проще всего, по-видимому, собирать воду из воздуха. Ведь в атмосфере всегда есть кое-какое количество водяного пара. Например, можно собирать капли воды из тумана. Однако не везде и не всегда появляются туманы. Можно конденсировать капельки воды на охлаждённой поверхности; но делать это можно лишь там, где есть доступ к дешёвому электричеству. Впрочем, вода в этом случае может образовываться и как побочный продукт работы прибора – таковы кондиционеры, наружная часть которых, как известно, оборудована сливом для стекания образовывающейся жидкости. Существует и химический способ добычи воды из воздуха; для этого можно использовать сорбент, который будет поглощать из атмосферы жидкость, а потом сливать её в нужную ёмкость или стол-мойку.

Однако у химического способа есть свои слабые места. Например, сорбент должен быть безопасным для человека, иначе полученную воду придётся подвергать дополнительной очистке. Далее – существует закономерность, по которой чем лучше сорбент вбирает в себя влагу, тем хуже он её отдаёт; для получения всей захваченной жидкости его приходится подвергать разным воздействиям (к примеру, сильному нагреванию), а это предполагает дополнительную трату дефицитных ресурсов и создание слишком сложной конструкции.

Так что самым оптимальным вариантом остаётся разработка устройства для добычи жидкости, которое в своей работе не нуждалось бы ни в чём, кроме солнечного света и самой воды; при этом стоить такое устройство должно достаточно дёшево, чтобы стать доступным для практического применения.

Любопытно, что подходящую конструкцию для добычи воды из воздуха разработали в пустынной стране, а именно – в Саудовской Аравии. Здесь в недавно открытом Научно-технологическом университете имени короля Абдаллы создали полимер, способный на сбор жидкости. Основой для этого полимера послужило очень простое и доступное соединение – хлорид кальция; это вещество способно накапливать столь много жидкости, что может само себя в ней растворить. «Напившийся» порошок хлорида кальция может утечь, и во избежание этого его поместили в гидрогель, созданный на основе полиакриламида. В эту конструкцию добавили нанотрубки из углерода, которые ускоряют нагревание гидрогеля на солнце; за счёт этого соединение быстрее и эффективнее отдаёт накопленную воду.

Исследователи из подручных средств собрали очень простое устройство – ёмкость, в которую положили 35 граммов сухого гидрогеля. Менее чем за сутки оно собрало 37 граммов воды. Главное, что устройство получилось предельно дешёвым: так, конструкция, способная вырабатывать за сутки 3 литра воды, будет стоить менее трёх долларов. Можно ожидать, что в скором будущем такие сборщики воды появятся в каждой квартире там, где люди в этом больше всего нуждаются.

Вода из воздуха

3152

Добавить в закладки

Исследователи Швейцарской высшей технической школы Цюриха
(ETH Zurich) разработали первую технологию конденсации водяного
пара из атмосферы с нулевыми энергозатратами. Самоохлаждающееся
устройство с радиационным щитом способно работать 24 часа в
сутки.

В регионах планеты с дефицитом питьевой воды приходится опреснять
морскую. На это уходит много энергии, а в более отдалённых от
океана районах нет и такой возможности. Решением проблемы может
стать конденсация водяного пара из атмосферы. Идея не нова,
однако существовавшие до этого «пассивные» технологии,
учитывающие естественные перепады температуры, нельзя применять в
светлое время суток. Для сбора росы используют, например, фольгу,
которая днём нагревается.

Учёные из ETH Zurich разработали технологию, которая позволяет
добывать воду круглые сутки, даже под палящим солнцем. Кроме
того, она вообще не требует затрат энергии.

Устройство состоит из конусообразного щита и стеклянной панели со
специальным покрытием, которое отражает солнечные лучи и отводит
тепло. Таким образом прибор охлаждается до 15 градусов Цельсия
ниже температуры окружающей среды. Внутри воронки водяной пар
превращается в воду. Процесс напоминает то, как зимой конденсат
появляется на плохо изолированных окнах.

Другие технологии обычно требуют, чтобы конденсированная вода
была стёрта с поверхности — то есть очередных затрат энергии. Без
этого этапа значительная часть конденсированной воды прилипала бы
к поверхности и оставалась непригодной для использования.
Исследователи ETH Zurich нанесли супер-водоотталкивающее покрытие
из специально разработанного полимера на нижнюю сторону стекла —
и конденсированная вода стала собираться в шарики и стекать (а
точнее, «спрыгивать») сама по себе.

Тесты в реальных условиях показали, что устройство как минимум
вдвое превосходит «пассивные» технологии с использованием фольги
по количеству производимой воды. Пилотный аппарат с воронкой
диаметром 10 сантиметров произвёл за день 4,6 миллилитров воды.
Больший размер стекла — больше воды соответственно. При идеальных
условиях учёные могли бы собирать до 0,53 децилитра воды на
квадратный метр поверхности стекла в час. «Это близко к
теоретическому максимальному значению 0,6 децилитра в час,
которое физически невозможно превысить», — рассказал Айван
Хехлер, докторант из группы Димоса Поуликакоса, профессора
термодинамики в Цюрихском университете.

По его словам, теперь у других учёных есть возможность продолжить
разработку этой технологии или объединить её с такими методами,
как опреснение. Производство панелей с покрытием относительно
просто, а модули конденсаторов могут быть установлены в ряд,
подобно масштабным сборным системам солнечных батарей.

 

конденсация
пресная вода
опреснение

Источник:
ethz.ch

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

НАУКА ДЕТЯМ

Президент РАН Геннадий Красников провел встречу с академиками-секретарями, на которой обсудили вопросы госзаданий и научно-методического руководства

18:00 / Наука и общество

ТАСС: Валерий Фальков назвал премию «За верность науке» ярким примером работы по популяризации науки

17:59 / Наука и общество, Образование

РИА Новости: Глава Минобрнауки В. Н. Фальков рассказал, как правильно популяризировать науку

17:53 / Наука и общество, Образование

Ученые определили, почему нейробластома бывает устойчивой к лечению

17:00 / Медицина

Генетики из Сколтеха узнали, что общего у куколки с эмбрионом

16:30 / Биология

Неандертальцы Кавказа использовали битум для крепления орудий к рукояткам

15:30 / Археология

Двигатели науки: члены Оргкомитета выбрали лауреатов премии «За верность науке»

15:30 / Наука и общество

Михаил Ковальчук: Премии за популяризацию науки ― это формирование идеологии страны

15:00 / Наука и общество

Генеральный директор АНО «ИРИ» Алексей Гореславский предложил объявить новую номинацию, посвященную роли продюсера в реализации проектов научной тематики

14:40 / Наука и общество, Экспертный разговор

Глава Минобрнауки РФ Валерий Фальков: популяризаторов науки нужно поощрять на самом высоком уровне

14:35 / Наука и общество, Образование

Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008

04.03.2019

Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002

04.03.2019

Вспоминая Сергея Петровича Капицу

14.02.2017

Смотреть все

Питьевая вода из воздуха

Около 97,5% воды на Земле слишком соленая, чтобы ее можно было пить, поэтому удивительно, что мы на самом деле дышим самым близким источником питьевой воды: воздухом!

Кризис. Нехватка питьевой воды — это глобальная проблема, из-за которой весь мир пытается найти экономичные и экологически безопасные решения в точках использования, которые могут доставлять людей, где бы они ни находились, без сложной логистики и транспорта. (Ref. & )

Основная цель устойчивость считается достижением решения, при котором водные системы должны «обеспечивать достаточное количество воды и надлежащее качество питьевой воды  для данной потребности, не ставя под угрозу будущую способность обеспечивать эту мощность и качество».

Чтобы понять это в контексте питьевой воды, важно помнить, что около 97,5% воды на Земле хранится в океанах и слишком соленая для питья. Глобальная инфраструктура доставки воды старая, негерметичная и ржавая. Изменение климата приводит к тому, что наши озера высыхают и исчезают.

Так почему же мы не используем самый богатый из существующих источников питьевой воды: влажность воздуха?

Это все вокруг нас, это бесплатно и всегда свежее!

Давайте посмотрим на это так: если бы каким-то образом весь мир перешел на питьевую воду из атмосферных источников, мы бы потребляли лишь ничтожную часть воды, которая добавляется естественным образом в любой день, и едва ли одна десятитысячная от общего количества.

Это означает, что воздух вокруг нас обеспечивает нас полностью возобновляемым, практически неограниченным ресурсом, который мы можем использовать без ущерба для устойчивости.

AWG: Самый важный устойчивый источник воды в будущем технологии «из воздуха».

С точки зрения устойчивого развития задача, поставленная перед AWG, состоит в том, чтобы собрать воду в достаточно больших количествах с минимальными затратами энергии и сделать ее свежей, чистой и достаточно доступной для снабжения сообществ в периоды нехватки воды.

Технологии AWG поистине новаторские. Им удается улавливать влагу из воздуха, отфильтровывать любую грязь и извлекать воду из влажности воздуха (они наиболее эффективны, когда уровень влажности выше 35%). AWG удаляют тяжелые металлы, частицы, биологические организмы, органические соединения (VOC, SVOC), оставшиеся в собранной воде, а затем добавляют минералы, необходимые для «пития» воды, такие как кальций и магний (вода без надлежащего минерального баланса не вкус не «натуральный»). Затем технологии AWG охлаждают, циркулируют и поддерживают качество воды при низкой температуре 5–7 °C. Вода всегда свежая и доступна непосредственно в точках необходимости. Это огромное изменение, если сравнивать его с другими источниками воды.

Чем более эффективными и действенными будут технологии AWG, тем безопаснее будут люди во всем мире. В отдаленных и неразвитых населенных пунктах на меньше людей будут страдать от болезней и смертей, вызванных загрязнением грунтовых вод. Очень важно помнить, что в большей части стран третьего мира загрязненная или загрязненная вода является основной причиной смерти детей.

По данным исследования Всемирной организации здравоохранения (Ref. & ), треть населения мира не имеет доступа к безопасной питьевой воде. В реальном выражении это 3,2 миллиарда человек во всем мире по-прежнему не имеют доступа к безопасной питьевой воде , в том числе 785 миллионов человек не имеют элементарной питьевой воды. И это число сильно искажено в более бедных странах, которые уже попали в циклы засухи и повышения уровня моря.

Развивающиеся страны почти повсеместно страдают от серьезных проблем с водоснабжением. Наряду с простым дефицитом огромные перемещения населения из сельской местности в города усугубляют проблему. Системы водоснабжения просто не могут удовлетворить спрос на пресную питьевую воду без масштабных инвестиций в инфраструктуру, чего не было сделано. В результате системы первичной подачи страдают от разлагающихся труб, добавляющих в воду токсичные химические вещества, загрязненных источников, поломок и утечек. Это имеет два отрицательных эффекта. Во-первых, воды не хватает для поддержания уровня населения, во-вторых, вода, которая доставляется, некачественная и даже может быть опасна для нашего здоровья.

Сравнение затрат и выгод для вариантов источников воды

Как AWG может помочь в ближайшем будущем

Благодаря работе AWG по всему миру люди получат доступ к свежей, чистой и безопасной питьевой воде, получаемой из влажность окружающего нас воздуха.

AWG  устраняет необходимость в инфраструктуре и водопроводе  – отсутствие опасностей химических веществ, патогенов и пестицидов, которые могут загрязнять грунтовые воды; просто подключи его и пей.

AWG предлагает мобильное и удобное решение — оно позволяет создавать питьевую воду там, где она вам нужна. Нет необходимости в транспортировке и хранении — для AWG требуется только источник электроэнергии, и его можно загружать на прицепы для обеспечения питьевой водой из любого места.

AWG создает новый источник питьевой воды  – каждая новая капля – это дополнительный источник воды, который поступает из окружающего нас воздуха свежим и чистым без использования существующих источников воды!

AWG значительно сократит использование пластиковых контейнеров , которые в настоящее время широко используются для доставки и хранения питьевой воды, тем самым обеспечивая устойчивое решение. Использование пластиковых бутылок представляет собой один из основных факторов, способствующих изменению климата и болезням. Пластик имеет множество вредных побочных эффектов. Это может привести к ухудшению качества питьевой воды непосредственно за счет выброса токсичных химических веществ в бутилированную воду. После использования он выбрасывается и становится источником загрязнения окружающей среды, проблем с утилизацией мусора и серьезной причиной отравления океанской воды, что приводит к сокращению популяций рыб.

Таким образом, жизнеспособное решение для обеспечения чистой питьевой водой является важным, если не THE  самым важным, соображением для будущего нас самих и наших детей. Кроме того, производство питьевой воды в точке потребления снижает глобальный углеродный след за счет минимизации транспортных расходов. Эффективное создание нового источника питьевой воды из воздуха делает AWG наиболее перспективным и, по сути, единственным доступным практическим средством достижения устойчивого водоснабжения.

Системы AWG работают на вас

Производство воды из воздуха требует энергии. В зависимости от местоположения и продолжительности потребности, системы AWG будут использовать наиболее эффективный доступный источник энергии. Все чаще большинство систем вскоре будут работать на возобновляемых источниках, таких как солнечная, ветровая или гидроэнергия.

Крупная установка AWG, размещенная в зоне чрезвычайной ситуации после стихийного бедствия, может питаться от генератора, но стационарная установка в удаленном месте будет полагаться на возобновляемый источник, что также является наиболее экологически безопасным вариантом.

Многие места идеально подходят для более крупных установок AWG, таких как университетские и школьные городки, армейские базы, боевые подразделения и силы обороны, крупные заводы, муниципальные парки, курорты, аварийно-спасательные группы, деревни в сельской местности, автофургоны и частные автомобили, морские суда. суда и т. д., где в часы пик в первую очередь требуется питьевая вода. AWG работает 24 часа в сутки, производя до тысяч пресной питьевой воды и сохраняя ее для доставки в случае необходимости.

В типичном офисном здании кулеры для воды в настоящее время рассчитаны на 5 галлонов (19литров) пластиковых бутылок, которые приходится доставлять, хранить и менять практически ежедневно. Для сравнения, один большой блок AWG на крыше офисного здания может обеспечить достаточное количество свежей питьевой воды для всех работников здания. В качестве альтернативы, отдельные блоки, распределенные по всему офисному зданию, будут подавать до 23 литров (7 галлонов) в отдельные точки, где требуется вода.

Дома небольшой насос AWG, подключенный к бытовой электросети, будет ежедневно производить из воздуха в среднем 22 литра (6 галлонов) пресной воды, что достаточно для обеспечения питьевой воды семьи из четырех человек.

Растущее признание обещаний AWG

Благодаря тому, что компании глобально активны на этом динамичном рынке, и некоторые из них получили широкое признание, мы можем ожидать, что системы производства атмосферной воды станут неотъемлемой частью везде, где люди испытывают жажду и нуждаются доступ к свежей, чистой питьевой воде. Технология AWG обладает наибольшим потенциалом из всех существующих методов снижения нагрузки на питьевую воду во всех странах, как развивающихся, так и развитых, в настоящее время и в ближайшем будущем.

  1. https://www.iwapublishing.com/news/sustainability-water-supply
  2. https://www. aquatechtrade.com/news/water-treatment/sustainable-water-essential-guide/
  3. Использование воды и стресс – Наш мир в данных
  4. Презентация PowerPoint (unescap.org)

#Питьевая вода #Устойчивость #Вода #Нехватка воды

GENNY | Диспенсер для воды из воздуха для дома и офиса

Genny

Преимущества

Принцип работы

Регистрация

Пользовательское приложение

Узнайте Genny лучше

Отзывы

GENNY

Производит свежую и качественную питьевую воду из влажности воздуха.

Процесс производства воды основан на инновационной, запатентованной технологии, которая извлекает питьевую воду из влаги в воздухе вокруг GENNY. Ежедневная производственная мощность составляет до 8 галлонов в день, в зависимости от температуры и уровня влажности в непосредственной близости. Нет необходимости подключать устройство к водопроводным трубам; все, что нужно, это электрическая розетка. GENNY может производить холодную воду, а также горячую питьевую воду.

Экологически безопасное решение для дома и офиса. GENNY сокращает использование пластиковых бутылок, а также потребность в логистических процессах, хранении и транспортировке.

Удобный , позволяющий самостоятельно производить питьевую воду непосредственно на месте потребления. Его можно использовать на кухне, в столовой, гостиной, на балконе, в конференц-зале или даже во дворе.

система очистки воды по очистке от механических, химических и микробиологических загрязнений, а также система фильтрации воздуха, удаляющая частицы и пыль, качество воды, производимой устройством GENNY, соответствует самым высоким стандартам. Это особенно актуально там, где существует риск накопления свинца и пыли в результате старения трубопроводов.

Международные стандарты . Устройство признано во всем мире в области инноваций и устойчивого развития. В 2019 и 2020 годах GENNY получил награду Innovation Awards на крупнейшей в мире технологической выставке CES и был отмечен в категории «лучшее домашнее устройство, идеально подходящее для дома и офиса».

CES 2019

Получатель Honoree

CES 2019

Best of Innovation Award

CES 2020

Honoree Awards Awards Awards Awards. источник питьевой воды

Свежая питьевая вода, доступная постоянно в течение всего дня, именно там, где она вам нужна.

Уникальная и инновационная технология

Наша революционная запатентованная система конденсации ежедневно извлекает из воздуха до 8 галлонов питьевой воды. Эффективный и экономичный.

Свежая и безопасная питьевая вода

Системы очистки и фильтрации в сочетании с УФ-лампой и низкотемпературной циркуляцией воды обеспечивают чистую, безопасную и вкусную питьевую воду, соответствующую всем международным стандартам.

Plug & Drink

Инфраструктура и трубопроводы не требуются. Все, что вам нужно для производства до 8 галлонов в день, — это воздух и электричество.

Удобство

Нет необходимости заказывать воду заранее или хранить ее дома/в офисе.
Нет необходимости носить с собой резервуары для тяжелой воды в офисе или дома.

Безвреден для окружающей среды

Снижает потребность в пластиковых бутылках для воды, пластиковых баках, складировании и транспортировке.
уменьшает углеродный след.

Удобное приложение поддержки

Интеллектуальное мобильное приложение обеспечивает легкий доступ к информации о продукте, наличии воды, производстве воды, исправности фильтров, обслуживании и многом другом.

Соответствует международным стандартам очистки воды

Американским стандартам ASSE LEC 2004. PA и Федеральным стандартам питьевой воды.

Как это работает

Посмотрите, как GENNY создает питьевую воду из воздуха

Сбор воздуха

Встроенный вентилятор Watergen всасывает воздух из атмосферы в устройство GENNY.
Два последовательных воздушных фильтра удаляют твердые частицы размером менее 2,5 микрон, оставляя их чистыми для процесса производства воды.

Создание воды

Затем воздух проходит через два теплообменника Genius, и начинается процесс охлаждения.
Влага из воздуха конденсируется в воду внутри блоков. Запатентованная компанией Genius технология позволяет устройству работать в широком диапазоне температурных режимов.

Очистка и фильтрация

Созданная вода проходит процесс очистки и минерализации через каскадные фильтры. УФ-лампа уничтожает микроорганизмы и разлагает вредные химические вещества.
Вместе очистка и минерализация служат барьером в широком диапазоне сред от вредных или нежелательных химикатов и биологических загрязнителей.

Хранение и безопасность

Вода хранится в резервуаре. Система охлаждения поддерживает температуру в накопительном баке ниже 5 °C, а вода из бака постоянно циркулирует через УФ-модуль. Вместе эти две надежные функции обеспечивают безопасную питьевую воду. Варианты подачи воды – горячая или холодная.
Watergen поддерживает высочайшее качество питьевой воды, следя за тем, чтобы ее устройства, сырье и детали для воды соответствовали стандартам требований безопасности.

Питьевая вода

Ваша вода готова для питья!

Сбор воздуха

Водоподготовка

Очистка и фильтрация

Хранение и безопасность

Питьевая вода

GENNY Водоподготовка

GENNY предлагает безопасный, высококачественный и надежный источник свежей питьевой воды, оснащенный современной инфраструктурой, независимой от традиционной инфраструктуры комплект для фильтрации воздух-вода в сочетании с бактерицидной УФ-лампой.
Вместе они служат барьером в самых разных средах от любых вредных или нежелательных химикатов и биологических загрязнителей.

Узнать больше

Познакомьтесь с GENNY

Идеальное решение для питьевого водоснабжения дома и офиса. Просто подключи и пей!

Три классических цвета.

Удобное для пользователя приложение

Наряду с GENNY вы получаете доступ к приложению Watergen, позволяющему вам быть в курсе потребностей вашей машины и легко обращаться к технической помощи, когда это необходимо.

  • Связь

  • Водоснабжение

  • Окружающая среда

  • Техническое обслуживание

  • Блокировка безопасности детей

  • Серийный номер

  • Данные журнала MACHIN онлайн). Кроме того, дата последней отправки данных с устройства в технический центр Watergen.

    Производство воды

    Сколько воды в настоящее время осталось в резервуаре для хранения GENNY и сколько воды произведено за последние 24 часа.

    Окружающая среда

    Климатические условия в помещении, включая температуру и влажность.

    Техническое обслуживание

    Напоминание о дате повторной замены УФ-лампы GENNY и набора фильтров.

    Блокировка для безопасности детей

    Указывает, работает ли блокировка для безопасности детей (вкл. или выкл.).

    Серийный номер

    Уникальный серийный номер вашей машины GENNY и текущая версия программного обеспечения.

    Данные журнала машины

    Последние предупреждающие сообщения, переданные с вашего GENNY.

    Знай свой GENNY

    Впервые твой GENNY может находиться где угодно!

    • Все, что нужно GENNY, чтобы начать производить питьевую воду из воздуха, — это источник электроэнергии.