Získavať vodu zo vzduchu znie ako futuristická predstava, no vedci na podobných technológiách pracujú už roky. Najväčším problémom doterajších riešení bola životnosť materiálov, ktoré síce dokázali absorbovať vlhkosť z atmosféry, no pomerne rýchlo degradovali a stávali sa nepraktickými.

Tím výskumníkov zo Stanford University a Massachusetts Institute of Technology teraz tvrdí, že našiel spôsob, ako tento problém vyriešiť. Nový hydrogel dokáže podľa vedcov fungovať viac než osem mesiacov a zároveň efektívne premieňať vzdušnú vlhkosť na pitnú vodu.

Výsledky výskumu boli publikované v odbornom časopise Nature Communications a naznačujú, že technológia by mohla byť využiteľná aj v extrémne suchých oblastiach.

Hydrogel obsahuje absorbčný polymér a soľ chlorid lítny, ktoré dokážu počas noci zachytávať vlhkosť zo vzduchu. Cez deň sa materiál pomocou slnečného tepla zahreje a uvoľní vodnú paru, ktorá sa následne skondenzuje na pitnú vodu.

Vedci systém testovali dokonca aj v púšti Atacama v Čile, jednej z najsuchších oblastí planéty. Napriek minimálnej vlhkosti dokázal hydrogel absorbovať dostatok vody na ďalšie spracovanie.

Najväčší problém bol životnosť materiálu

Predchádzajúce generácie hydrogelov síce fungovali, no vydržali len približne 30 cyklov absorbovania a uvoľňovania vody. To výrazne znižovalo ich praktické využitie aj ekonomickú efektivitu.

Výskumníci postupne zistili, že problém spôsobuje kontakt hydrogélu s kovovým povrchom zariadenia. Kov pri zahrievaní uvoľňoval ióny, ktoré vytvárali chemické radikály poškodzujúce polymérnu štruktúru materiálu.

Gemini/Úprava redakcie

Hydrogel sa následne rozpadal a jeho časti mohli kontaminovať vodu. To predstavovalo nielen technický, ale aj zdravotný problém.

Riešenie sa ukázalo byť prekvapivo jednoduché. Vedci aplikovali na kov špeciálnu antikoróznu vrstvu, ktorá zabránila uvoľňovaniu škodlivých iónov. Životnosť materiálu sa následne dramaticky predĺžila.

Po úprave zostal hydrogel stabilný viac než osem mesiacov aj pri teplote približne 75 °C. Zároveň zvládol viac než 190 cyklov získavania vody bez výrazného poškodenia.

Voda za centy a bez elektrickej siete

Práve vyššia odolnosť môže rozhodnúť o tom, či sa technológia dostane do reálneho nasadenia. Vedci odhadujú, že v budúcnosti by mohla výroba vody pomocou hydrogelov stáť približne jeden cent za liter.

To je výrazne menej než cena balenej vody a v niektorých prípadoch by sa technológia mohla cenovo priblížiť aj bežnej vodovodnej vode.

Veľkou výhodou je aj energetická nenáročnosť. Systém funguje výhradne pomocou slnečnej energie a nepotrebuje elektrickú sieť. To z neho robí potenciálne riešenie pre odľahlé regióny, oblasti postihnuté suchom alebo miesta zasiahnuté humanitárnymi krízami.

Aktuálny prototyp dokáže denne vyprodukovať približne dva litre vody z panelu veľkého asi ako kúpeľňový uterák. Výskumníci chcú výkon zvýšiť na približne päť litrov denne, čo by už mohlo pokryť základné potreby jedného človeka.

Technológia môže pomôcť aj pri rastúcej spotrebe vody

Tlak na vodné zdroje sa pritom zvyšuje po celom svete. Okrem klimatických zmien rastie spotreba vody aj kvôli technologickému priemyslu, dátovým centrám či výrobe polovodičov.

Podľa výskumníkov môže byť získavanie vody zo vzduchu jedným z doplnkových riešení budúcnosti, najmä tam, kde nie je možné využívať odsoľovanie morskej vody alebo budovať rozsiahlu infraštruktúru.

Technológia zatiaľ nie je pripravená na masové nasadenie, no vedci už pracujú na jej komercializácii. Ak sa podarí zvýšiť výkon a ďalej znížiť náklady, hydrogelové systémy by sa v budúcnosti mohli stať bežnou súčasťou boja proti nedostatku pitnej vody.

Čítajte viac z kategórie: Novinky