最新Nature：让所有人喝上可饮用水

nanoCJ 3年前 (2021-10-28) 2777浏览

【引言】

获取受到安全管理的饮用水（SMDW）在全球范围内来说依然是一个艰巨的挑战，时刻影响着将近22亿人的日常生活和生命健康。为了应对这一挑战，人们开发了具有连续循环功能的太阳能驱动大气水富集(AWH)设备，期望通过分散提取（decentralized extraction）空气中的水分来加速SMDW过程。但较低比产率(SY)和白天相对湿度(RH)对这些设备的性能(以每天输出升水为单位)提出非常高的要求。然而尽管热带地区的条件有利（依然有三分之二的人没有享受SMDW），但没有任何分析能够反映AWH的全球潜力。

【成果简介】

X登月计划工厂Jackson Lord、Philipp H. Schmaelzle（通讯作者）等人阐释了如何利用AWH为十亿人提供SMDW的方案。利用谷歌地球引擎，作者引入了假定的一平方米设备，发现相对湿度从30%到90%时，SY曲线则从0.2上升至2.5升/千瓦时(对于2平方米设备，SY曲线则从0.1上升至1.25升/千瓦时)。这一设备表现可以满足每人每天平均5升饮用水需求指标。此外，作者还分析绘制了现有设备和新型吸附剂类别的影响潜力，认为随着技术的不断进步，在热力学极限之内完全可以达到上述指标。事实上，这些性能指标已经在吸附剂材料的相关实验中付诸实现。总而言之，该研究提供的工具可以为旨在最大化全球影响力的大气水富集设备开辟新的设计思路，同时还可以为利用现有技术实现可持续发展目标(SDGs)的持续努力提供信息和帮助。Jackson Lord同时也为第一作者，2021年10月27日，相关成果以题为“Global potential for harvesting drinking water from air using solar energy”的文章发表在Nature上。