即使在世界乾旱地區，空氣中通常也會有一些水分。這些水分有可能為飲用和灌溉提供必要的水源。然而，從空氣中提取水是一項挑戰。阿卜杜拉國王科技大學的研究人員開發出一種新技術，可以每天持續從稀薄的空氣中提取幾公升水，而無需定期人工維護。

由KAUST 研究人員開發的太陽能採水器在夏季每天可採水2-3 公升。資料來源：2024 KAUST；Heno Hwang

從空氣中收集水並不是什麼新想法，甚至不是什麼新技術，但現有的太陽能供電系統非常笨重。

太陽能集水的工作分為兩個階段。吸水材料首先從空氣中吸水，一旦吸水材料達到飽和，系統就會被密封，並用太陽光加熱，以提取捕獲的水。在這兩個階段之間交替進行需要人工或切換系統，增加了複雜性和成本。而新開發的新型收割機則不需要這兩種方式–它可以被動地在兩個階段之間交替進行，因此無需幹預即可持續循環。

領導這項研究的博士後楊凱傑說，”我們最初的靈感來自於對自然過程的觀察：特別是植物如何透過專門的結構將水分從根部高效地輸送到葉片。”

這為團隊提供了新系統的關鍵理念。楊解釋說：”在我們的系統中，質量傳輸橋作為大氣水捕獲的’開放部分’和淡水生成的’封閉部分’之間的連接，發揮著至關重要的作用。”

質量傳輸橋是一個垂直微通道的集合體，裡面充滿了吸水的鹽溶液。富含水的鹽溶液透過毛細作用被拉上通道，同樣的毛細作用也會將水拉上植物莖，然後濃縮的鹽溶液會向下擴散，收集更多的水。參與此計畫的另一位博士後潘婷婷說：”透過優化系統內的品質和熱量傳輸，我們提高了系統的效率和效能。”

在沙烏地阿拉伯測試系統期間，夏季每平方公尺每天產水2-3 公升，秋季每天約1-3 公升。在測試過程中，團隊連續運行了數週而無需維護。他們還表明，該系統可作為直接點源用於灌溉大白菜和沙漠樹木。

“我們使用的材料是吸水織物、低成本吸濕鹽和塑膠框架。我們之所以選擇這些材料，是因為它們價格低廉且容易獲得，因此我們預計在低收入地區進行大規模應用時，成本是可以承受的，”該研究的資深作者之一Qiaoqiang Gan 說。

編譯自/ ScitechDaily