Rusya’daki Southern Federal Üniversitesi’nden (SFedU) araştırmacılar, kurak iklimlerde bile atmosferik havadan elde edebilen otonom bir cihaz prototipi üretti. Cihaz, gece havadaki su buharını emen ve gündüz güneş ışığı tarafından ısıtıldığında toplamak için serbest bırakan özel bir emici(sorbent) madde (metal organik kafes polimeri) kullanarak çalışıyor.
SFedU bilim insanları tarafından oluşturulan prototip kurulum, halihazırda Rusya’nın güneyinde saha testlerinden geçiyor. Bu icadın amacı, öncelikle su boru hatları ve arıtma tesisleri gibi gerekli altyapıdan yoksun Afrika ülkelerinde ve Güneydoğu Asya’nın yoksul ülkelerinde içme suyu sıkıntısını gidermek.
Laboratuvarın başkanı Ilya Pankin, “Atmosferik havadan otonom su jeneratörünün geliştirilmesi, öncelikle kurak ve çöl iklimlere sahip bölgelerde, ayrıca su boru hatları ve arıtma tesisleri gibi altyapıdan yoksun bölgelerde içme suyu kıtlığı sorununu çözmeyi amaçlıyor. Her şeyden önce, Afrika ülkelerinden ve Güneydoğu Asya’nın yoksul ülkelerinden bahsediyoruz.” dedi.
Cihazın kalbindeki sorbent, oldukça gözenekli yapısı ve geniş iç yüzey alanı nedeniyle suyu yakalar. Ortalama günlük nem %25’ten az olduğunda bile su buharını emer. Sorbent 500 çevrim ömrüne sahiptir. Kuru havadan üretilen suyun maliyeti litre başına sadece 9-10 ruble (yaklaşık 0,12-0,14 $, yani 3-4 lira).
Su jeneratörü, SFedU Uluslararası Akıllı Malzemeler Araştırma Enstitüsü’nün Uluslararası Yeni Eğitim Teknolojileri Laboratuvarı’ndan Ilya Pankin liderliğindeki bir bilim insanları ekibi tarafından geliştirildi. Sentez yöntemlerinin modifikasyonu ve sorbent malzemelerin incelenmesi üzerine teorik sonuçlar, daha 2021 yılında prestijli dergi Inorganica Chimica Acta’da yayınlandı. Bugüne kadar, bu bilimsel çalışma önemini ve alaka düzeyini doğrulayan 25’ten fazla atıf aldı.
Cihazın yaratılmasının öncesinde,emici malzemelerin yıllarca süren araştırma ve optimizasyonu vardı. Çöl koşullarında bile havadan su elde etme fikri, bilim insanları arasında Afrika böcekleriyle ilgili ünlü gözlemin 2001’de Nature dergisinde yayınlanmasından oldukça uzun bir süre önce ortaya çıktı. Bu böcekler, sıcaklık dalgalanmaları sırasında vücutlarında yoğunlaşan sabah çiyini toplayarak Namib Çölü’nde hayatta kalabiliyorlar. Bu, araştırmacıları havadan su elde etme teknolojileri geliştirmeye ilham verdi.
SFedU geliştirmesi, alternatif sistemlere göre birkaç avantaja sahip. Birçok benzer sistem ya en az %50 nem gerektiriyor (Warka Kulesi su kuleleri) ya da havayı sıkıştırmak ve soğutmak için çok fazla enerji tüketiyor. Buna karşılık, SFedU bilim insanları tarafından geliştirilen cihaz, güneş enerjisiyle otonom olarak çalışır ve ortalama günlük nem %25’in altında olduğunda bile su çıkarabilir.
Ilya Pankin, “Geliştirmemiz, ortalama günlük hava neminin %25’ten az olduğu durumlarda bile suyu emer. Bu seviyelerde, yüksek basınçlara sıkıştırma ve büyük hava kütlelerinin soğutulması prensibine göre çalışan mevcut bazı sistemler etkilidir, ancak elektrik gerektirir, oysa kurulumumuz tamamen otonomdur.” dedi.
SFedU bilim insanlarının yıllarca süren çalışmaları, gerekli altyapıdan yoksun kurak bölgelere içme suyu sağlayabilen otonom bir kurulumun prototipinin oluşturulmasıyla sonuçlandı. Doğa gözlemlerinden ilham alan ilk fikirden prototipe kadar, uzun bir araştırma ve geliştirme yolculuğu oldu. Artık bu teknoloji, en sert iklim koşullarında insanların yaşam kalitesini iyileştirmek için gerçek dünya uygulamasına hazır.
Çalışma, Rusya Federasyonu Yenilik Teşvik Fonu’nun desteğiyle başlatıldı. Laboratuvar başkanı Ilya Pankin ile birlikte, Uluslararası Akıllı Malzemeler Araştırma Enstitüsü’nde kıdemli araştırmacı Vera Butova (şu anda Bulgar Bilimler Akademisi İnorganik Kimya Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacı), araştırma mühendisi Olga Burachevskaya ve yüksek lisans öğrencisi Kristina Vetlitsina-Novikova çeşitli zamanlarda bu projede çalıştı.
Kaynak : SFedU
