太陽光エネルギーを利用して空気から飲料水を採取する世界的な可能性
Jackson Lord1, Ashley Thomas2, Neil Treat2
1X, The Moonshot Factory, Mountain View, CA, USA. jacksonlord@gmail.com.
Nature
|October 28, 2021
まとめ
太陽光発電による大気水収集 (AWH) は 安全な飲料水 (SMDW) を 世界中で10億人に提供できます この技術により,特に熱帯地域では 分散的な水の抽出が可能になり, 重要な世界的な課題に取り組んでいます.
科学分野:
- 環境科学
- 材料科学
- エンジニアリング
背景:
- 安全な飲料水へのアクセスは22億人に及ぶ世界的な課題です.
- 太陽光発電による大気水採集 (AWH) は分散した水抽出を提供するが,特異的収量 (SY) と相対湿度 (RH) に関する性能問題に直面している.
- SMDWが不足している熱帯地域の好ましい条件にもかかわらず,以前の分析では,AWHの世界的可能性を包括的にマッピングできませんでした.
研究 の 目的:
- 安全管理された飲料水 (SMDW) を提供するための大気水採集 (AWH) のグローバルな可能性を評価する.
- 仮説的なAWH装置モデルを導入し,異なるRH条件下での性能を評価する.
- 世界的な影響力を最大化し,持続可能な開発目標 (SDGs) に貢献するために,AWHデバイスの設計トレードオフを伝える.
主な方法:
- AWHの可能性をグローバルに評価するためにGoogle Earth Engineを使用しました.
- 相対湿度 (RH) が30%から90%で,キロワット時間あたり0.2〜2.5リットルの特定の出力 (SY) を有する仮設の1平方メートルのAWH装置をモデル化した.
- 既存の装置と新しい吸収剤の潜在的衝撃を,目標水量に対して分析した.
主要な成果:
- AWH技術により 10億人のSMDWを 提供できる可能性があります
- モデル化されたAWH装置は,一人当たり1日5リットルの飲料水需要を満たし,熱力学的限界内で実現可能である.
- 吸収物質の実験的な実証では,すでに目標の性能レベルが達成されています.
結論:
- 大気中の水の採集 (AWH) は,世界的な水危機に対処し,かなりの人口に安全に管理された飲料水 (SMDW) を提供する大きな可能性を秘めています.
- 吸収剤の材料と装置の設計における技術的発展は,AWHの性能を向上させ,重要な水需要を満たすことができます.
- この研究は,AWHデバイスの設計を最適化し,持続可能な開発目標 (SDGs) への進展を支援するための枠組みを提供します.
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