Kujutage vaid ette, saate vett õhust välja tõmmata ilma ühegi elektrivõrguga ühendamata. Kõlab uskumatult, eriti kui see töötab seal, kus õhk on väga kuiv, näiteks maailma kõrbetes ja steppide piirkonnas. Selline seade on tõepoolest välja töötatud ja kõige parem on selle juures see, et see ei kasuta peaaegu üldse mehaanilisi osi ega keerukat elektroonikat ja töötab eranditult otsese päikesevalguse (mitte fotoelementide) eest.
Massachusettsi tehnoloogiainstituudi teadlased kasutasid vee otse õhust kogumiseks orgaanilise metallistruktuurina (MOF) tuntud struktuuri (niiskuse juures nii madal kui 20%). Niiskuse taset leidub tavaliselt maailma kuivemates piirkondades. Prototüüp suutis 20–30% õhuniiskuse juures ekstraheerida 2,8 liitrit vett päevas.
MOF-i struktuur: kollased pallid tähistavad vett koguvat konstruktsiooni tühimikke. Allikas: UC Berkeley / Berkeley Lab
MOF-id on võrestruktuurid, mis koosnevad orgaanilistest ühenditest ja metalliosakestest ning on populaarsed alates nende leiutamisest, umbes 20 aastat tagasi. Sõltuvalt MOF-i struktuurist ja lähtematerjalidest võivad teatud molekulid selle struktuuri pooridesse väga usaldusväärselt ladestuda. Need võivad olla gaasid vesinikust metaaniks. Nende mahutihedus ruumalaühiku kohta on suurem kui siis, kui gaasid surutakse kokku suurtes õõnespaagis. Pärast nende leiutamist Californias Berkeley ülikoolis on välja töötatud üle 20 000 erineva MOF-i orderi. Selle veekollektori jaoks kasutatav MOF koosneb tsirkooniumist ja adipiinhappest, mis seovad veeauru.
Esimesel pildil näete veekollektori ehitust. Ülemise valgust neelava kihi ja alumise kondensaatori plaadi vahele on pressitud umbes 1 kg MOF-kristalle. Kui välisõhk läbib poorse MOF-i, kinnituvad veemolekulid sisepindadele. Seadme ülaosas asuva poolläbipaistva akna kaudu sisenev päikesevalgus soojendab MOF-i ja liigutab seotud vett kondensaatori poole, mis on ümbritseva õhu temperatuuril, läbi seadme all oleva soojustoru ja radiaatori. Aur kondenseerub ja vesi voolab kollektorisse. Põhimõte on nii lihtne kui ka tõhus. Kui neid omadusi saab muuta stabiilseks, on see tõeline läbimurre päikeseenergia arukal kasutamisel ilma päikeseelementideta.
Tõlke autor Sergei Smyshlyaev
