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麻省理工學院研發無電製水裝置 沙漠空氣可變飲用水

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麻省理工學院(MIT)工程師研發出一款革命性無電製水裝置,能從乾燥空氣中萃取乾淨飲用水,甚至在極端乾旱的美國死亡谷也能運作。此技術為全球水資源短缺問題帶來新希望,特別適用於無電、無水資源的偏遠地區,可能重塑水資源分配方式。研究成果於6月24日發表於《Nature Water》期刊,標誌著大氣水採集技術的重大突破。

這款「窗戶大小」的垂直面板由高效吸水的水凝膠材料製成,外覆玻璃箱與冷卻塗層。水凝膠形似黑色氣泡膜,表面佈滿小圓頂結構,能在夜間吸收空氣中的水蒸氣,圓頂隨之膨脹。白天,陽光加熱凝膠,釋放水蒸氣,蒸氣在冷卻玻璃上凝結成液態水,順著管道流出,成為可飲用水。該設計無需電力,完全被動運行,適用於相對濕度21%至88%的環境。

與其他大氣水採集技術相比,MIT的裝置解決了兩大難題。首先,相較於金屬有機框架(MOFs)材料,水凝膠具有更強的吸水膨脹能力,單位面積的產水量更高。其次,傳統凝膠常因添加氯化鋰等鹽類提升吸水性,導致產出水含鹽需額外過濾。MIT團隊通過添加甘油穩定劑,將鹽類鎖在凝膠中,確保產出水符合飲用標準,無需後續處理。

MIT團隊在北美最乾旱的死亡谷進行為期一周的測試,裝置在濕度僅21%的條件下,每天可產160毫升飲用水(約三分之二杯)。研究估計,若將多個垂直面板組合成小型陣列,可為家庭提供每日飲用水需求,且在濕度較高的熱帶氣候中,產水量將顯著增加。

目前,全球超過22億人缺乏安全飲用水,美國也有4600萬人面臨水資源不安全問題。傳統水源如河流與湖泊已難以滿足需求,大氣水採集成為潛在解決方案。MIT的無電設計尤其適合無基礎設施的偏遠地區,無需太陽能電池或電網支持,降低部署門檻。

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