捕霧網:收集和淨化水的系統

蘇黎世理工大學的研究人員開發出一種捕獲和沈澱從霧氣中提取的 H20 的新方法

淨化霧中的水:瑞士的研究
ETH 研究人員開發了一種創新系統,可以收集和淨化從霧中提取的水(照片:蘇黎世聯邦理工學院/Adobe Stock/Montage)

在世界上一些自然多霧且遠離水源的地區,例如秘魯、玻利維亞、智利和摩洛哥的內陸地區,人們在戶外掛網捕撈的情況並不少見。 小水滴 形成霧霾。

的問題 這種技術 那是從霧中收集的水 透過這種方式,它可以包含許多 污染物質 存在於大氣中:其後果是,在某些地區,儘管每天收集數百公升水,但從霧中提取的水仍不夠乾淨,無法飲用或用於烹飪。

研究人員 蘇黎世聯邦理工學院 因此,我們開發了一種方法,從捕霧網技術開始,可以生產清潔的、甚至可飲用的水:新系統結合了 單一技術 收藏品和 淨水 陷入網中。

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從霧中提取的水的收集和淨化
利用水的自然凝結的捕霧網技術非常古老:第一個系統從植物中收集水(照片:Envato)

捕霧網:一項古老但更新的技術

第一個系統用於 捕捉霧中的水滴 它們的歷史可以追溯到前哥倫布時代:第一個已知的利用冷凝從霧氣中收集水的方法是將容器放置在一些樹枝下。 這種收集系統的最初痕跡可以追溯到印加帝國時期。

1969年, 技術 已經演變成 100平米網絡 能夠為整個軍事基地供水:它發生在南非,網路系統每天可以生產約 11 公升水。

今天的項目 透過網路收集水 (金屬、竹子或其他材料)在世界各地廣泛使用,對於滿足沒有水的城市和定居點的用水需求做出了重大貢獻 獲取水源 另一種類型的。

在像這樣的國家 秘魯、玻利維亞和智利 人們掛網捕捉水滴的現象並不少見,同樣的情況也發生在內地腹地。 摩洛哥 和其他熱門國家:在國內或更結構化的格式中,該技術幾乎在所有地方都廣為人知並受到讚賞。

用一個 捕霧網 只有幾平方公尺的面積,每天可以收集多達數百公升的水,這些水可以用於洗滌,在條件允許的情況下還可以用於烹飪。

事實上,這個系統的問題在於,收集到的水並不總是足夠乾淨,無法被認為可以飲用。

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瑞士計畫“霧中飲用水”
中國興平市附近的大霧場景:根據蘇黎世聯邦理工學院研究人員的說法,霧和蒸汽是未充分利用的水資源(照片:Envato)

乳白色流星捕獲的水的淨化

這種方法的一個主要缺點 集水 è 空氣污染的影響 關於水質:分散在環境中的危險物質最終也會以被網捕獲的液滴形式存在。

在世界上許多主要城市,空氣污染嚴重,水從霧中聚集 這不夠乾淨 未經處理就飲用或用於烹飪。 研究人員的研究 蘇黎世聯邦理工學院 正是為了應對這一關鍵問題而創建的。

得益於基於特殊塗層 聚合物和二氧化鈦瑞士大學研究人員開發的捕霧網路能夠同時收集和淨化水。

La 技術 di 淨水 基於 煙囪:研究人員解釋說,二氧化鈦的作用是 化學催化劑 透過分解水中存在的各種有機污染物的分子,使其變得無害。

我們的系統不僅收集霧氣,還處理收集到的水,“解釋 里特威克·戈什這意味著它可以在空氣污染的地區使用,例如人口稠密的城市中心」。 這位來自美因茨馬克斯普朗克聚合物研究所的科學家在蘇黎世聯邦理工學院長期逗留期間開展了該計畫。

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從霧中收集純淨水:瑞士的實驗
聚合物和二氧化鈦可以收集和淨化霧中的水(照片:Envato)

聚合物和奈米顆粒可淨化來自天空的 H20

我們專案的核心”,我們在文章發表在《自然》雜誌上, 「它是一個金屬絲網,上面覆蓋著 銳鈦礦型二氧化鈦奈米顆粒 嵌入聚合物基質中”.

換句話說,該系統由研究人員開發 蘇黎世理工學院 由一個 窄網狀格子 金屬絲,塗有混合物 專門選擇的聚合物 二氧化鈦是一種廣泛用於製造化妝品的礦物顏料。

一旦被陽光激活,光敏二氧化鈦層即使在沒有陽光的情況下也會分解柴油等有機分子”,研究人員解釋道:唯一一個 所需能量 來自這個巧妙的系統是一個 小而常規劑量的紫外線.

研究顯示,在戶外測試中,該設備顯示“水處理效率大於85%」:因此,ETH 科學家提出的解決方案是一種非常有效的解決方案,可以讓整個社區解決這個問題 缺水問題 無需求助於燃燒或其他能源。

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從霧中獲取水:瑞士的新實驗
瑞士研究人員能夠收集人工霧中 8% 的水,並分解其中添加的 94% 的有機化合物(照片:Envato)

被動淨水:此解決方案不需要能源

新系統用於從霧中提取水 它在蘇黎世的實驗室和小型試驗工廠進行了測試。 研究人員能夠 收集 8 個 水的百分比 在人工製造的霧中 分解 94% 的有機化合物 添加的物質包括柴油和化學物質雙酚 A,已知這些物質對健康有害。

除了從霧中收集飲用水外,該系統還可以用於盈利 回收冷卻水塔使用的水。 “在我居住的美國,我們使用大量淡水來冷卻發電廠,“解釋 托馬斯·舒齊烏斯,當時是 ETH 計畫的負責人,現在是加州大學柏克萊分校的教授。

正如教授所解釋的那樣,“在水逸出之前捕獲一些水是有意義的,並確保它是純淨的,以防您想將其返回環境」。 研究的第一作者 Ghosh 先前的研究正是集中於 水回收 來自冷卻水塔。

然而,這項新技術開啟了更廣泛的可能性:安裝後,系統不需要維護或能源。 感謝一個名為 催化記憶半小時的陽光足以活化二氧化鈦24小時,即使在黑暗中也能保持活性。

因此,新系統不僅是經濟且合理的解決方案 解決飲用水短缺問題 在世界各地的鄉村地區和城市,也為 擴大潛力 從霧中收集水,這是一個被低估的盆地,也可能涉及大型工業。

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霧中飲用水:蘇黎世理工學院的研究
從霧中提取的水的收集和淨化:基於聚合物和二氧化鈦的新系統(照片:Envato)