使用自然阳光供电的金属有机框架从空气中收集水
Hyunho Kim1, Sungwoo Yang1, Sameer R Rao1
1Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology (MIT), 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, MA 02139, USA.
Science (New York, N.Y.)
|April 15, 2017
概括
研究人员开发了一种使用金属有机框架 (MOF) 的新装置, 以有效地捕获大气中的水, 即使在低湿度下. 这种可持续的技术仅使用自然阳光收集大量的水, 为水资源短缺提供了新的解决方案.
科学领域:
- 材料科学
- 环境科学
- 化学工程
背景情况:
- 大气中的水是巨大的未开发淡水资源,约占地球湖水的10%.
- 现有的技术难以有效地捕获水,特别是在相对湿度低 (低于50%).
- 需要一种可持续,节能的气体水收集方法.
研究的目的:
- 设计并展示一种用于捕获大气中的水的新装置.
- 使用多孔金属有机框架 (MOF) 进行高效的吸水.
- 在环境条件下利用来自阳光的低等级热量收集水.
主要方法:
- 该研究采用了一种特定的金属有机框架,MOF-801 ([Zr6O4(OH) 4 ((fumarate) 6),以其高表面积和吸附特性而闻名.
- 采用MOF-801集成的原型装置用于大气捕获水.
- 该装置在环境条件下测试,模拟自然阳光 (少于1个阳光流量) 和低相对湿度水平 (低至20%).
主要成果:
- 基于MOF-801的装置在相对湿度低至20%的情况下成功捕获了大气中的水.
- 该系统每天每公斤MOF收集2.8升的水.
- 这一过程只需要来自自然阳光的低级热量,不需要额外的能量投入.
结论:
- 开发的基于MOF的装置提供了一种高效和可持续的大气水收集方法.
- 这项技术即使在湿度低的干旱或半干旱环境中也能有效运行.
- 系统依赖太阳能, 成为分散水资源生产和解决水资源短缺问题的一个有希望的解决方案.
