Yeni Teknolojiyle Havadan Su Elde Etmek Mümkün!

Cihaz önce havadaki nemi çekiyor. Sonrasında güneş ışığına maruz bırakıldığında siyah boyalı katmanda (üstte) sıcaklık artıyor ve yakalanan nemi bir kap içine buhar halinde bırakıyor. Daha sonra yoğunlaştırıcı, buharı soğutuyor ve suyu sıvı forma dönüştürüyor.

Kahve fincanı boyutundaki bu cihaz, çöl havasında güneş ışığı dışında hiçbir şeyi kullanmadan içilebilir su üretebiliyor.

Berkeley, California Üniversitesi’nde Kimya Öğretmeni olan Ortak kurucu Omar Yaghi; “Bu cihazla, bir saat içinde bir kola kutusu miktarında su elde edebilirsiniz.” açıklamasında bulundu. “Bu bir insanın çölde hayatta kalabilmesi için gereken su miktarı için yeterlidir.”

Bu miktar kulağa çok fazla değil gibi gelebilir, ancak tasarımcılar mevcut cihazın sadece bir prototip olduğunu söylediler. Ancak tasarımcılar bu cihazın, Orta Doğu ve Kuzey Afrika gibi dünyanın en sıcak ve uzak bölgelerinde taze su depolaması için ölçeklendirileceğini söylediler.

Düşük enerjili su toplama konusunda önceki girişimlerde, bağıl nemi % 50’nin altında tutmak için mücadele edildi (Augusta’nın kabaca öğleden sonraki nemi). Yaghi ve çalışma arkadaşları özel materyal sayesinde, yeni cihazın suyu havadan % 20 bağıl nem oranıyla elde ettiğini, 13 Nisan’da Science‘da online olarak rapor ettiler. Bu, öğleden sonra bağıl nemin yüzde 21 olduğu Las Vegas’ta su oluşturmak gibidir.

İçme suyu kaynakları artan insan nüfusunun artan taleplerine yetmediğinden ve iklim değişikliğinin neden olduğu yağışlardaki değişimlerden dolayı sorunu şiddetlenmesi öngörülüyor. Zaten dünya nüfusunun üçte ikisi su sıkıntısı çekiyor. Atmosfer, büyük oranda kullanılmayan ve 5 milyon olimpik havuzu doldurabilecek kapasitede olan bir su kaynağıdır.

Hava suyla doyurulduğunda nemi dışarı çıkarmak kolaydır. Ancak nemli bölgeler su sıkıntısı probleminin bulunduğu yer değildir. Kavrulmuş bölgelerde kurutucu havadan su çekilmesi daha büyük bir mücadeledir. Silis jelleri gibi süngerimsi maddeler ile düşük bağıl nemde bile havadan nem çıkartılabilir. Ancak bu malzemeler ya suyu çok yavaş çıkartmaktalar ya da suyu malzemeden çıkartmak için çok enerji gerektirmekteler.

Yeni cihaz bu iki problemi de ortadan kaldıran bir materyal olarak kullanıyor. MIT makine mühendisi Evelyn Wang, Yaghi ve çalışma arkadaşları organik moleküller ile bağlı elektrik yüklü metal atomlarından oluşan bir malzemeyi yeniden biçimlendirdi. MOF-801 isimli bu metal-organik yapı, gazları su buharı olarak yakalayabilen mikroskobik, süngerimsi gözenek ağından oluşuyor. Oda sıcaklığında gözeneklerde su toplanıyor. Sıcaklıklar yükseldiğinde su cihazın içine kaçıyor.

Takımın prototipi, bakır köpük ile karıştırılmış bir MOF-801 katmanı içeriyor. Gölgede bırakılan bu katman havadan su buharı toplar. Doğrudan güneş ışığına maruz bırakıldığında katman ısınır ve su buharı alttaki bir odaya kaçar. Bu odanın içindeki bir yoğunlaştırıcı, su buharını soğutur ve onu sıvı formdaki içilebilir su haline dönüştürür. Tüm bu işlem yaklaşık iki saat sürer.

Cihazın laboratuvar testleri, kullanılan her MOF-801 kilogramı başına günde 2.8 litre su topladığını gösteriyor. Yaghi, şu an olduğu gibi cihaz su üreten altyapı olmaksızın, kuru bölgelerde kişisel bir su kaynağı olarak kullanılabileceğini ya da sistemi bütün bir topluluğa yeterli içme suyunu üretmek için ölçeklendirilebileceğini söyledi.

Atlanta’daki Georgia Tech’de kimya mühendisi olan Krista Walton, cihazın düşük bağıl nemde su üretme kabiliyetinin bir buluş olduğunu söyledi. Krista “ Bu günlerde hiç kimse böyle MOF’lar kullanmıyor.” açıklamasında bulundu.

Walton, ölçek arttırma maliyeti gelince, cihaz içinde metal-organik yapısında kullanılan maddenin “egzotik olmadığını” söyledi. Bu cihaza olan talep çok olsaydı, büyük miktarda malzeme üretmek kesinlikle mümkün olurdu.

Alıntılar
H.Kim ve arkadaşları Doğal güneş ışığı ile çalışan metal-organik yapılı havadan su topluyor.

Araştırma, 13 Nisan 2017’de Science’da yayınlandı.

Kaynaklar:
https://www.sciencenews.org/article/new-tech-harvests-drinking-water-relatively-dry-air-using-only-sunlight

İleri Okuma:
T. Sumner. New desalination tech could help quench global thirst. Science News. Vol. 190, August 20, 2016, p. 22.
E. Conover. Turning water to steam, no boiling required. Science News Online, April 8, 2016.
A. Cunningham. Molecular Car Park: Material packs in carbon dioxide. Science News. Vol. 169, January 7, 2006, p. 4.