大気から飲料水を作る――電力不要で24時間稼働できる集水装置を開発

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Photograph: ETH Zurich / Iwan Hächler

スイス連邦工科大学チューリッヒ校(ETH)の研究チームは、24時間いつでも空気中から水を集められる装置を開発した。結露を効果的に利用した電力不要の受動的システムで、炎天下でも稼働でき、装置の製造や大型化も比較的簡単だという。きれいな水の獲得に悩む地域において、水不足解消につながると期待される。研究結果は、2021年6月23日付けの『Science Advances』に掲載されている。

装置の主な構成要素は、特殊コーティングされたガラス板と円錐状の放射シールドだ。ガラス板に塗布したポリマーと銀が、太陽の放射エネルギーを反射するのと同時に、装置自体の熱も大気の窓を通して宇宙空間に向けて放射する。放射シールドは、余計な熱や光からガラス板を守り、効率的な熱の放射を助けている。

その結果、電力を使わなくてもガラス板が周囲より約15℃低温になり、板の下面では空気中の水蒸気が水に変わる。さらに、水滴を集めやすくするために、ガラス板下面に超撥水コートを塗布している。

研究チームは、実際の太陽光を使い、直径10cmのガラス板でできたプロトタイプで実験したところ、理想条件では理論限界に近い1時間当たり53mL/m2の水を集められることを実証した。

装置の製造と大型化は比較的簡単で、装置同士を連結したり、淡水化装置などと組み合わせることで、さらなる収量向上が期待できるとしている。

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Harvesting drinking water from humidity around the clock
Exploiting radiative cooling for uninterrupted 24-hour water harvesting from the atmosphere

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