世界の多くの地域では真水が不足しており、多大な費用をかけて入手する必要があります。海に近い地域では、この目的のために海水を淡水化することができますが、それには大量のエネルギーが必要です。海岸からさらに離れると、ほとんどの場合、残された唯一の選択肢は、冷却によって大気中の湿度を凝縮すること、または同様に必要なプロセスを通じて行うことです。 高いエネルギー入力 あるいは、昼と夜の温度変化を利用する「パッシブ」テクノロジーを使用することもできます。しかし、結露を集めるホイルなどの現在の受動的技術では、水を抽出できるのは夜間のみです。これは、日中は太陽がフォイルを加熱し、結露が不可能になるためです。
自己冷却と放射線からの保護
チューリッヒ工科大学の研究者は現在、 テクノロジー これにより、たとえ炎天下でもエネルギーを投入することなく、24時間15日水を採取できるようになったのは初めてだ。 新しい装置は基本的に特殊コーティングされたガラス板で構成されており、太陽放射を反射するとともに、自身の熱を大気中を通って宇宙空間に放射します。 したがって、周囲温度より最大 59 ℃ (華氏 XNUMX 度) 低い温度まで冷却されます。 この窓ガラスの下側では、空気からの水蒸気が凝縮して水になります。 このプロセスは、冬に断熱性の低い窓で観察されるのと同じです。
科学者たちは、特別に設計されたポリマーと銀の層でガラスをコーティングしました。 この特別なコーティングアプローチにより、ペインは特定の波長ウィンドウで宇宙空間に赤外線を放射し、大気による吸収もペインへの反射もありません。 このデバイスのもうXNUMXつの重要な要素は、新しい円錐形の放射線シールドです。 これは、大気からの熱放射を大幅に偏向し、入射する太陽放射からペインを保護すると同時に、デバイスが前述の熱を外側に放射し、完全に受動的に自己冷却できるようにします。
理論上の最適値に近い
チューリッヒのETHビルの屋上での実際の条件下での新しいデバイスのテストが示したように、新しいテクノロジーは、フォイルに基づく現在の最高のパッシブテクノロジーである小さなパイロットの少なくとも10倍の水を4.6日あたりエリアあたりに生成できますペインの直径が0.53センチメートルのシステムは、実際の条件下で1.8日あたり0.6ミリリットルの水を供給しました。 より大きなペインを備えたより大きなデバイスは、それに応じてより多くの水を生成します。 科学者たちは、理想的な条件下で、2.03時間あたり窓ガラスの表面XNUMX平方メートルあたり最大XNUMXデシリットル（約XNUMX液量オンス）の水を収穫できることを示すことができました。 これは、理論上の最大値であるXNUMX時間あたりXNUMXデシリットル（XNUMXオンス）に近く、これを超えることは物理的に不可能です。
他の技術では通常、凝縮水を表面から拭き取る必要があり、これにはエネルギーが必要です。 このステップがないと、凝縮水のかなりの部分が表面に付着し、使用できなくなりますが、それ以上の凝縮は妨げられます。 研究者たちは、水凝縮器の窓ガラスの下側に新しい超疎水性（非常に撥水性）のコーティングを施しました。 これにより、凝縮した水がビードアップして流れたり、自然に飛び出したりします。 「他のテクノロジーとは対照的に、私たちのテクノロジーは追加のエネルギーなしで実際に機能することができます。これは重要な利点です。
研究者の目標は、水不足の国々、特に発展途上国と新興国のための技術を開発することでした。 現在、他の科学者は、この技術をさらに開発するか、水淡水化などの他の方法と組み合わせて、収量を増やす機会があると彼らは言います。 コーティングされたペインの製造は比較的簡単であり、現在のパイロットシステムよりも大きいコンデンサーを構築することが可能であるはずです。 方法と同様 太陽電池 いくつかのモジュールが隣り合って設置されているので、いくつかの水凝縮器を並べて配置して、大規模なシステムをつなぎ合わせることができます。