美製MOF太陽能集水設備 乾燥沙漠也能榨出空氣中水分

▲ 美國研究團隊研發特殊集水設備,受困沙漠也不用擔心沒水喝。(圖/路透)

國際中心/綜合報導

美國研究團隊2017年研發一項神奇的集水設備,運用金屬有機框架材料 (metal-organic framework ,MOF),這項設備僅靠太陽能做為動力,就能輕鬆在極度乾燥的沙漠內蒐集到存在於空氣中的水份。

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根據美國《科學發展》雜誌,這款由美國加州大學伯克利分校教授亞吉(Omar Yaghi)所研發的新型集水設備,將多孔MOF晶體壓縮後,置於在太陽能吸熱器與冷凝板間,一旦空氣流經時,裡頭的水分子會被MOF束縛,接著等待陽光照射後,水分子被加熱,變成蒸氣釋放出來,最後再冷凝成液態水,由箱子逐漸往下滴入特製的收集容器中。

亞吉所率領的研究團隊先是在平均濕度約20%,條件與莫哈維沙漠(Mojave Desert)相似的學院大樓屋頂進行測試。結果發現在12小時內,竟能吸取到多達2.8公升水。

研究團隊今年進一步前往沙漠進行實測,他們選定位於亞歷桑納州、被稱為「極西之鎮」的斯科茨代爾(Scottsdale)。當地相對濕度夜間還有40%,然而到了白天卻僅有8%。研究結果顯示,只要增加更多的MOF,就更夠更有效的吸取空氣中的水分,平均每使用1公斤MOF,就可多收集220毫升的水。

▲ 鋁所製成的改良版 MOF-303,相比MOF-801能蒐集多2倍的水(示意圖/免費圖庫pixels)

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亞吉表示,人類每天最少要都還是要飲用約一罐可樂份量的水,而MOF設備在1個小時內就足已蒐集到這樣的量。希望能夠藉由這些實測證明,萬一有人哪天不幸受困於沙漠,是可以藉由這項設備存活下來的。為了證明蒐集來的水針的可以飲用,其中一名研究人員還親自示範,在大家面前喝下了一杯「來自沙漠空氣中的水」。

儘管過去實測所使用的MOF材料MOF-801是由昂貴金屬鋯(zirconium,Zr)所製,價格不斐。但亞吉的團隊目前已經開發出由鋁所製成的改良版MOF材料MOF-303,價格相比MOF-801便宜了整整150倍,在實驗室的實測中甚至蒐集了比MOF-801還多2倍的水,也就是於平均每1公斤MOF-303,就可收集超過400毫升的水。研究團隊已計畫在今年年底前,到更加乾燥的地方來測試看看這種升級版的設備。

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