Samo predstavljajte si, da lahko črpate vodo iz zraka, ne da bi bili priključeni na katero koli električno omrežje. Sliši se neverjetno, še posebej, če deluje tam, kjer je zrak zelo suh, na primer v puščavah in v stepah sveta. Takšna naprava je bila zares razvita in najboljše pri njej je, da ne uporablja skoraj nobenih mehanskih delov ali zapletene elektronike in deluje izključno iz neposredne sončne svetlobe (ne sončnih celic).
Raziskovalci s tehnološkega inštituta v Massachusettsu so uporabili strukturo, imenovano organsko kovinsko strukturo (MOF), za zbiranje vode neposredno iz zraka (pri vlažnostih do 20%). Ta raven vlage je običajno v najbolj suhih predelih sveta. Prototip je bil zmožen črpati 2,8 litra vode na dan pri zračni vlagi od 20 do 30%.
Struktura MOF: Rumene kroglice predstavljajo praznine v strukturi, ki zbirajo vodo. Vir: UC Berkeley / Berkeley Lab
MOF so rešetkaste strukture, sestavljene iz organskih spojin in kovinskih delcev, in so bile priljubljene od svojega izuma pred približno 20 leti. Glede na strukturo MOF in vhodne materiale se lahko nekatere molekule zelo zanesljivo odlagajo v pore te strukture. To so lahko plini od vodika do metana. Njihova gostota skladiščenja na enoto prostornine je večja, kot če bi bili plini stisnjeni v velikih votlih rezervoarjih. Od njihovega izuma na kalifornijski univerzi v Berkeleyju so razvili več kot 20.000 različnih nalog za MOF. MOF, ki se uporablja za ta zbiralnik vode, je sestavljen iz cirkonija in adipinske kisline, ki vežeta vodno paro.
Na prvi sliki si lahko ogledate konstrukcijo zbiralnika vode. V notranjosti je približno 1 kg MOF kristalov, stisnjenih med zgornjo plastjo, ki absorbira svetlobo, in spodnjo ploščo kondenzatorja. Ko zunanji zrak prehaja skozi porozen MOF, se molekule vode pritrdijo na notranje površine. Sončna svetloba, ki vstopa skozi prosojno okno na vrhu naprave, segreva MOF in s pomočjo toplotne cevi in radiatorja pod napravo premakne pripadajočo vodo proti kondenzatorju, ki je na zunanji temperaturi. Para se kondenzira in voda teče v zbiralnik. Načelo je preprosto in učinkovito. Če lahko te lastnosti naredimo stabilne, je to pravi preboj inteligentne uporabe sončne energije brez sončnih PV celic.
Avtor prevoda Sergey Smyshlyaev