Världen står på randen av en vattenkris, med sötvattenresurser som förväntas minska med cirka 40 % till 2030. För att lösa problemet föreslår experter att man ska skörda vatten från luften. Atmosfäriska vattenskördare (AWH) kan utvinna livsuppehållande vätska ur luften och föra rent vatten till underbetjänade befolkningar.
Forskare från Moonshot Factory utformade och byggde en prototyp solcellsdriven modell som replikerar kondensationsprocessen i mindre skala. Teamet producerade tillräckligt med vatten för att hålla en person hydrerad i flera torra miljöer.
I en rapport publicerad i tidskriften Nature beskrev forskare från Google, WHO, UNICEF och X Moonshot Factory processen och designen av sin prototyp, och konstaterade att en sådan enhet kan tillgodose ett genomsnittligt dagligt dricksvattenbehov på fem liter per person.
“Att säkerställa tillförlitlig tillgång till rent dricksvatten för alla förblir en global utmaning och är formellt erkänd som en internationell utvecklingsprioritet för 2030 under FN:s ram för globala utvecklingsprioriteringar, Sustainable Development Goals”, säger forskarna i dokumentet.
Enligt WHO har 2,2 miljarder människor runt om i världen inte tillgång till rent dricksvatten, 4,2 miljarder har inte tillgång till adekvat sanitet och 3 miljarder saknar grundläggande handtvättmöjligheter. Enligt studien från FN:s gemensamma övervakningsprogram saknar en tredjedel av världens befolkning tillförlitlig tillgång till dricksvatten. Uppskattningarna kommer säkerligen att stiga eftersom klimatförändringarna förvärrar problemet.
“Omfattningen, svårighetsgraden och den mänskliga kostnaden för detta problem är en av anledningarna till att X-team har letat efter månskott i rent vatten i många år”, sa forskarna i ett uttalande. Teamet fann att väderförhållanden dagtid kan vara tillräckliga för kontinuerlig drift av atmosfäriska vattenupptagare i regioner med det största mänskliga behovet.
Forskare har utvecklat en prototypskördare baserad på kondensationsprincipen. Kondensation är termen för processen att förvandla en gas till en vätska. Till exempel, när varm, fuktig luft kolliderar med kallare luft saktar molekylerna ner och blir flytande.
Den exakta processen är ansvarig för bildandet av moln i miljön. Forskarna använde denna metod för att bygga en skördare med en solvärmare, luftfläkt, kondensor, omgivande luftfläkt och värmeväxlare.
Den återcirkulerande luftströmmen i toppen av maskinen värms upp av solen och absorberar fukt från den omgivande luften. När den passerar genom en svalare luftström i värmeväxlaren, kyls denna fuktiga luftström. Den kylda luften kondenseras till vätska, som samlas i botten av enheterna, medan den återstående luften går tillbaka till värmeväxlaren för att värmas upp och cykeln fortsätter.
”Efter tre års arbete kände teamet sig övertygade om att de kunde bygga en enhet som skulle producera vatten för 0,10 USD per liter; men betydande utvecklingsarbete och iteration skulle ha krävts för att visa lönsamhet till $0,01 per liter, säger Moonshot.
Forskarna tillhandahöll också geografiska analysverktyg och datauppsättningar för att hjälpa till med framtida AWH-implementering och designstrategier, och AWH-Geo, för att bedöma var odlare är mest värdefulla och vilka resultat som fungerar optimalt.
Även om avancerad teknik bara är en del av det komplexa problemet med dricksvattenförsörjning, noterade rapporten att användarcentrerad forskning som involverar en mängd olika slutanvändare är avgörande för att säkerställa att enheterna används i stor utsträckning.
Studien publicerades i Natur.
