Vědcům z Texaské univerzity v Austinu se podařilo vyvinout novou metodu získávání vody, ke které je potřeba prakticky jen běžný organický odpad. A funguje dokonce i v suchém klimatu, což dává naději mnoha lidem, žijícím v oblastech s nedostatkem pitné vody. Jak se jim to podařilo a bude metoda využitelná ve velkém?.

V současnosti existuje mnoho technologií sběru vody, mají však svá úskalí. Obvykle produkují jen 1 až 5 litrů na kilogram za den a jsou energeticky náročné. Většinou navíc spoléhají na vysokou vlhkost prostředí.

Nový sorbent, tedy prostředek k zachycení či odstranění kapalin, který vytvořili věci na Texaské univerzitě, je úplně jiný. Funguje na bázi molekulárně funkcionalizovaných hydrogelů a lze jej vyrábět z běžné biomasy, tedy věcí, které obvykle vyhazujeme, jako jsou zbytky jídla, větve či skořápky mořských plodů.

Až 14 litrů vody denně z kilogramu sorbentu

„Tento materiál nám umožňuje využít nejhojnější přírodní zdroje a vyrábět vodu ze vzduchu,“ říká hlavní autor studie Weixin Guan. Výchozím bodem je dvoufázová molekulární úprava polysacharidů, jako jsou celulóza, škrob nebo chitosan.

K nim vědci posléze přidají termoresponzivní (na tepelný podnět reagující) a zwitterionové (jedná se o ionty, které ve svých molekulách obsahují pozitivní i negativní náboj, přičemž jejich celkový náboj je neutrální) skupiny, které zajišťují, že materiál efektivně pohlcuje vodu a snadno ji uvolňuje při nižších teplotách.

Jeden kilogram nově vyvinutého „lapače“ dokáže vyprodukovat až 14 litrů čisté vody denně. Při běžných teplotách pohlcuje vodu ze vzduchu, aby ji při zahřátí na přibližně 60 °C uvolnil v čisté formě. Této teploty lze přitom snadno dosáhnout s využitím udržitelných tepelných zdrojů, jako je sluneční energie či odpadní teplo z průmyslových procesů.

Materiál pojme až 1,32 násobek vlastní hmotnosti vody, kterou při zahřátí uvolní.

Energeticky nenáročný, udržitelný a snadno odbouratelný

Překvapivé je, že dobře funguje i v suchém prostředí, což by mohlo změnit životy milionům lidí bez přístupu k pitné vodě, kteří povětšinou žijí na nejsušších místech planety. Jeho další výhodou je snadná biologická odbouratelnost a udržitelnost, neboť je vyráběn z běžně dostupných organických materiálů, které by jinak skončily nevyužité na skládce.

„Přístup k čisté vodě by měl být jednoduchý, udržitelný a škálovatelný,“ myslí si Weixin Guan, což jeho „lapač“ na bází hydrogelu splňuje.

A dodává: „Vytvořili jsme univerzální molekulární strategii, která umožňuje přeměnit téměř jakoukoli biomasu na účinný sběrač vody.“ Během vývoje sorbentu otestovali vědci širokou škálu biologického odpadu.

„Výzkumný tým nyní pracuje na rozšiřování výroby a navrhování systémů pro využití sorbentu v reálném světě, včetně přenosných sběračů vody, samonosných zavlažovacích systémů a nouzových zařízení na pitnou vodu,“ vysvětluje Weixin Guan.

Zdroj: Interesting Engineering