Ultrasoon systeem verhoogt de efficiëntie van het opvangen van atmosferisch water met 45×

Atmosferisch water oogsten houdt een grote belofte in voor het oplossen van wereldwijde waterschaarste, maar het heeft te kampen met een grote hindernis - inefficiënt energiegebruik. De huidige systemen zijn afhankelijk van warmte om ingesloten vocht te verdampen, een langzaam proces dat enorme hoeveelheden energie verbruikt. Nu hebben MIT-ingenieurs deze "thermische limiet" doorbroken met een apparaat dat ultrasone golven gebruikt om water te onttrekken.

De nieuwe methode - beschreven in het tijdschrift Nature Communications - vervangt warmte door mechanische trillingen. Het onderzoeksteam, onder leiding van Ikra Iftekhar Shuvo, ontwierp een piëzo-elektrische actuator die bij hoge frequenties werkt. Wanneer een met water verzadigde hydrogel op het apparaat wordt geplaatst, breken ultrasone golven de zwakke bindingen die de watermoleculen aan de hydrogel binden. De verstoring creëert een momentum waardoor het water in vloeibare vorm vrijkomt, in plaats van in dampvorm.

De resultaten zijn belangrijk voor het verzamelen van water uit de atmosfeer. De onderzoekers melden dat deze trillingsmethode 45 keer energie-efficiënter is dan de modernste thermische systemen. Bij tests kon het apparaat in slechts enkele minuten met succes water onttrekken, terwijl thermische desorptie normaal gesproken uren duurt.

Deze technologie maakt een einde aan de hoge energiekosten en trage prestaties die een grootschalige toepassing van het oogsten van water uit de atmosfeer in de weg hebben gestaan. Het team denkt dat deze actuatoren gevoed kunnen worden door kleine zonnepanelen, waardoor continue, gedecentraliseerde waterproductie voor droge gemeenschappen en rampgebieden mogelijk wordt.

Mensen hebben gezocht naar manieren om water uit de atmosfeer te oogsten, wat een grote bron van water zou kunnen zijn, vooral voor woestijngebieden en plaatsen waar niet eens zout water is om te ontzilten. Nu hebben we een manier om snel en efficiënt water terug te winnen. - Svetlana Boriskina, de corresponderende auteur van het onderzoeksartikel.