即使在世界干旱地区，空气中通常也会有一些水分。这些水分有可能为饮用和灌溉提供必要的水源。然而，从空气中提取水是一项挑战。阿卜杜拉国王科技大学的研究人员开发出一种新技术，可以每天持续从稀薄的空气中提取几升水，而无需定期人工维护。
由 KAUST 研究人员开发的太阳能采水器在夏季每天可采水 2-3 升。资料来源：2024 KAUST；Heno Hwang
从空气中收集水并不是什么新想法，甚至也不是什么新技术，但现有的太阳能供电系统非常笨重。
太阳能集水的工作分为两个阶段。吸水材料首先从空气中吸水，一旦吸水材料达到饱和，系统就会被密封，并用太阳光加热，以提取捕获的水。在这两个阶段之间交替进行需要人工或切换系统，从而增加了复杂性和成本。而新开发的新型收割机则不需要这两种方式--它可以被动地在两个阶段之间交替进行，因此无需干预即可持续循环。
领导这项研究的博士后杨凯杰说，"我们最初的灵感来自于对自然过程的观察：特别是植物如何通过专门的结构将水分从根部高效地输送到叶片。"
这为团队提供了新系统的关键理念。杨解释说："在我们的系统中，质量传输桥作为大气水捕获的'开放部分'和淡水生成的'封闭部分'之间的连接，发挥着至关重要的作用。"
质量传输桥是一个垂直微通道的集合体，里面充满了吸水的盐溶液。富含水的盐溶液通过毛细作用被拉上通道，同样的毛细作用也会将水拉上植物茎，然后浓缩的盐溶液会向下扩散，收集更多的水。参与该项目的另一位博士后潘婷婷说："通过优化系统内的质量和热量传输，我们提高了系统的效率和效能。"
在沙特阿拉伯测试该系统期间，夏季每平方米每天产水 2-3 升，秋季每天约 1-3 升。在测试过程中，团队连续运行了数周而无需维护。他们还表明，该系统可作为直接点源用于灌溉大白菜和沙漠树木。
"我们使用的材料是吸水织物、低成本吸湿盐和塑料框架。我们之所以选择这些材料，是因为它们价格低廉且容易获得，因此我们预计在低收入地区进行大规模应用时，成本是可以承受的，"该研究的资深作者之一 Qiaoqiang Gan 说。
编译自/ScitechDaily