▲麻省理工学院的研究人员研发的新装置，可以让使用者在极为干燥的空气中收集水分。
从沙漠干燥的空气中收集水分？这听起来似乎是天方夜谭。然而，麻省理工学院的研究人员真的实现了这个设想，他们研发的一款饮水收集系统或将成为你在干旱的沙漠中幸存的关键。
这套新型集水装置已经在美国亚利桑那州的坦佩完成了实地测试。虽然仍有许多工作需要继续推进，但装置的应用潜力已经得到了证实。论文资深作者、机械工程教授Evelyn Wang称，他们近日于《自然通讯》中报道的研究成果对其去年在《科学》上发表的论文进行了许多改进。Wang说：“我们在新论文中对之前提出的问题均进行了验证，得到了明确的结果。”
Wang设计的集水系统是基于新型的高比表面积材料——金属有机框架材料（MOFs）。该系统可以从沙漠中相对湿度低于10%的极端干燥空气里提取水分。而当前其他从空气中提取水分的方法对相对湿度的要求则高得多。例如，雾集法需要的相对湿度为100%，露集法虽然只需要相对湿度达到50%，但它需要消耗大量能源用于制冷。因此，MOFs集水系统对于填补干旱地区的用水需求更具实际意义。Wang谈到，他们在亚利桑那州立大学的一个屋顶上对集水装置的测试是具有代表性意义的——在干燥地区，通过该装置在零下露点也能成功收集水分。集水装置完全依靠太阳能驱动。如果将这个小型概念验证装置按比例放大，那每千克MOFs的产水量将达到0.25L/d。研究人员表示，在进一步优化装置材料后，产水量将是现在的3倍。
除了对相对湿度要求不高，集水系统还不需要水泵和压缩机等部件，整个装置完全以被动方式运行，它需要的只是充足的阳光。研究人员说：“虽然当前版本的集水系统依靠日光只能运行一个昼夜，但通过使用丰富的低热值热源（生物质和废热）也能实现系统的持续运转。”此外，研究人员还通过质谱研究了系统的安全性。事实证明，收集的水分中并没有杂质，MOFs材料非常稳定。
Wang说，他们下一步将致力于集水系统的放大和效率提升，最终愿望是制造能满足住户充足用水需求的集水装置。
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编译：雷鑫宇 审稿：三水 编辑：程建兰
来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180322103212.htm
