MIT開發新裝置將空氣變成飲用水無需電源

2025-06-30 | 來源: 大紀元 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

美國麻省理工學院（MIT）的工程師開發出一種新裝置，可以從空氣中收集水分以取得安全飲用水，即便在很幹燥的沙漠中也可實現。而且，該裝置可以獨立運作，完全不需要電池或太陽能板等電源。

MIT在新聞稿中指出，全球有22億人缺少安全的飲用水。在美國，超過4,600萬人面臨水資源短缺的問題。他們不是沒有自來水，就是飲用水不安全。

為了幫助人們取得安全且負擔得起的飲用水，MIT的工程師正在開發一種非常規的水源——空氣。地球大氣層中含有無數以水蒸氣形式存在的水。如果能有效收集和冷凝這些水蒸氣，就能為河流和湖泊等傳統水資源匱乏的地區提供幹淨的飲用水。

該校工程師開發出的新裝置是一塊窗戶大小的黑色垂直面板，由具有吸水性的水凝膠材料制成，封裝在一個塗有冷卻層的玻璃箱內。

這種水凝膠類似黑色氣泡膜，內部有小型圓頂結構。當這些結構吸收水蒸氣時，它們會膨脹。當水蒸氣蒸發時，它們會收縮回去。而蒸發的水蒸氣會凝結在玻璃上，經由管道向下流出，最終變成幹淨的飲用水。

該裝置完全獨立運作，無需電池、太陽能電池板或電網供應電源。研究團隊在北美最幹燥的地區——加州死亡谷（Death Valley）測試該裝置超過一周的時間。即使在濕度極低的條件下，該裝置也能以每天160毫升（約三分之二杯）的速度從空氣中提取出飲用水。

研究團隊估計，即使在幹旱的沙漠環境中，將多個垂直面板以小型陣列的方式排列，也能為一個家庭提供飲用水。此外，該系統的產水量會隨著濕度的增加而增加，從而能夠在溫帶和熱帶氣候條件下提供更多飲用水。

有別於類似的水凝膠集水器設計，MIT的新裝置解決了另一個關鍵問題。其它團隊設計的集水器所產生的水可能含有鹽分，需要額外的過濾。鹽是一種天然的吸水材料，研究人員將鹽（通常是氯化鋰）嵌入水凝膠中可以增加其吸水率。但缺點是，這些鹽在最終收集時可能會隨著水一起泄漏。

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然而，MIT研究團隊在其新裝置的水凝膠中添加了一種額外的成分——甘油，這是一種能夠使鹽自然穩定的液體化合物，可以將它們留在凝膠中，而不會結晶並隨水泄漏。這使得他們收集的水中鹽含量低於安全飲用水的標准閾值。

盡管這種新裝置目前只有一個面板，集水量還不是很多，但如果同時使用多個面板，其收集的飲用水可能就足夠一個家庭使用，而且這些面板所占面積也不大。

示意圖(Shutterstock)

研究人員表示，這只是一個概念驗證設計，還有很多地方可以優化。比如說，他們可以采用多面板設計。他們正在研發下一代材料，以進一步提升其內部的性能。

MIT機械工程系和土木與環境工程系教授趙選賀（Xuanhe Zhao）說：“我們設想，你將來有一天可以配置一系列這樣的面板。因為它們都是垂直的，所以占地面積非常小。”

他說：“現在，人們可以把它建得更大，或者把它做成並排的面板，為人們提供飲用水，並產生真正的影響。”

上述研究成果於6月11日發表在《自然-水》（Nature Water）期刊上。