Water harvesting gel werkt bij lage luchtvochtigheid PlatoBlockchain Data Intelligence. Verticaal zoeken. Ai.

Wateropvanggel werkt bij lage luchtvochtigheid

Tijdstempel: 20 juni 2022 12:12 uur

Onderzoekers in de VS hebben een duurzame polymeergel ontworpen die grote hoeveelheden water uit de omringende lucht kan halen, zelfs in omstandigheden met een lage luchtvochtigheid. Gemaakt door Youhong Guo en collega's van de Universiteit van Texas in Austin, combineert het goedkope materiaal waterabsorberende plantenvezels met cellulose, dat water verdrijft bij verhitting.

googletag.cmd.push (function () {googletag.display ('div-gpt-ad-3759129-1');});

Veel delen van de wereld hebben te maken met een zekere mate van waterschaarste en het probleem zal naar verwachting toenemen met de toenemende opwarming van de aarde. Door vocht rechtstreeks uit de atmosfeer te halen, zouden miljoenen mensen essentiële toegang tot schoon water kunnen krijgen. Onderzoekers hebben al een verscheidenheid aan verschillende poreuze materialen ontwikkeld die op verzoek vocht kunnen opvangen en afgeven, maar deze vereisen vaak vochtige omstandigheden. In droge gebieden, waar nu meer dan een derde van de wereldbevolking woont, hebben bestaande technieken te lijden van een lage wateropname en een hoge vraag naar energie.

Om deze uitdaging aan te gaan, ontwikkelde het team van Guo een nieuw polymeermateriaal, dat een hybride van konjacgom (KGM) - een plantaardige vezel die veel wordt gebruikt in de Aziatische keuken - en hydroxypropylcellulose (HPC) bevat. Deze polymeermatrix bevat ook een uniform gedispergeerde oplossing van lithiumchloride - een vochtvasthoudend zout.

Groot oppervlak

Binnen het materiaal heeft hydrofiel KGM een hiërarchisch poreuze structuur. Dit zorgt voor een groot waterverzameloppervlak, terwijl waterdamp ook snel door de structuur kan gaan. Bij verhitting ondergaat HPC een faseverandering en trekken de voorheen rechte polymeervezels samen tot amorfe, gedraaide vormen. Daarbij komt eventueel vocht in de KGM-vezels snel vrij.

Guo en collega's hebben aangetoond dat in 14-24 cycli van wateropname en -afgifte in droge omstandigheden, 1 kg gel meer dan 6 l water per dag kan produceren bij een relatieve vochtigheid van 15%. Bij 30% relatieve luchtvochtigheid kan tot 13 l per dag worden geproduceerd.

De onderzoekers toonden ook aan dat het polymeer gemakkelijk kan worden geproduceerd via een gebruiksvriendelijke gietmethode, waarbij een gelprecursor die alle drie de ingrediënten bevat, wordt gemengd en in een mal wordt gegoten. Na 2 min wordt het mengsel gevriesdroogd en van de mal gehaald, klaar voor gebruik.

Bovendien zijn de drie ingrediënten van het materiaal overvloedig en duurzaam te verkrijgen. Alles bij elkaar kosten de ingrediënten slechts $ 2 per kilogram. Guo's team hoopt dat de lage kosten en de eenvoud van productie ervoor zorgen dat de gel commercieel kan worden geproduceerd. Ze voorspellen dat veel grotere hoeveelheden water gemakkelijk kunnen worden geoogst door dikkere films te fabriceren en absorberende bedden in de gel te introduceren.

Het onderzoek is beschreven in Nature Communications.

De post Wateropvanggel werkt bij lage luchtvochtigheid verscheen eerst op Natuurkunde wereld.

Tijdstempel:

Meer van Natuurkunde wereld