Nový materiál „vytěží“ rekordní množství vody ze vzduchu | EkonTech.cz


Nový materiál „vytěží“ rekordní množství vody ze vzduchu

Vědec / voda
17. 2. 2020 - 16:24

Ve vzduchu bývá k dispozici nemalé množství vody. Jenom je nutné ji nějakým způsobem získat a udělat z ní kapalinu, kterou by bylo možné vypít anebo s ní třeba zalít rostliny. Američtí vědci objevili látku typu MOF, jejíž 1 kilogram získá až 8,7 litru vody ze vzduchu za den.

Zr-MOF-808

Voda je v dnešní době cennou komoditou. Ve skutečnosti je ale všude kolem nás. Doslova. Obvykle se totiž vznáší v okolním vzduchu. V této podobě sice není tak úplně k pití, ale s vhodnou technologií je možné takovou vodu získat a využít.

S takovou technologií pro „těžbu“ vody ze vzduchu nedávno přišli odborníci americké Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL). Stejně jako v podobných případech z nedávné doby, Zhiyong Xia a jeho kolegové vsadili na pozoruhodný materiál MOF (podle anglického metal-organic Framework), tedy kovoorganickou kostru. Tyto materiály mají rekordně velkou plochu povrchu a ohromné množství vnitřních prostorů. A vnitřní prostory MOFu mohou posloužit k získávání a uložení vody.

MOFy jsou odborným chemickým slangem řečeno „koordinační polymery“. Tvoří je kovy, jako je hořčík anebo hliník, které jsou uspořádané společně s organickými látkami do pevných a zároveň porézních struktur. Dnes již známe desítky tisíc různých MOFů, z nichž mnohé mají velmi zajímavé vlastnosti. Některé MOFy jsou výtečné pro uložení kapalin anebo plynů, například vodíku nebo metanu. Jiné MOFy zase pohlcují oxid uhličitý z emisí, katalyzují různé chemické reakce nebo třeba oddělují jednotlivé látky při zpracování ropy.

Pokud jde o množství vody, „vytěžené“ doposud nejvýkonnějším materiálem MOF, tak tento MOF dokázal získat 1,3 litru pitné vody na kilogram MOFu na den. Nový vytipovaný MOF týmu Johns Hopkins APL by měl tento rekord dalece překonat. Ukazuje se, že by měl vytěžit zhruba 8,7 litru vody na 1 kg MOFu na den. Jde o velký průlom, který by se mohl zúročit ve vzniku velmi účinných zařízení.

Badatelé během svého výzkumu otestovali celkem 9 různých hydrolytických stabilních MOFů a sledovali přitom různé parametry, jako je například teplota nebo relativní vlhkost vzduchu, které ovlivňují průběh získávání pitné vody ze vzduchu. Nakonec se ukázalo, že nejlepší ze všech testovaných MOFů je látka Zr-MOF-808, která s přehledem poráží doposud nejvýkonnější technologie pro získávání vody ze vzduchu. 

Výsledky výzkumu prohlubují naše znalosti o MOFech a mohly by v dohledné době vést k vývoji nových a velmi účinných zařízení pro „těžbu" vody ze vzduchu. Výzkumný tým laboratoří Johns Hopkins Applied Physics Lab bude i nadále testovat různé MOFy a zkoušet jejich různé konfigurace a kombinace. Cílem výzkumníků je vytvořit materiály, které by uspěly v procesu získávání vody i ve velmi suchém prostředí. Právě tam je totiž pitná voda obvykle nejvíce potřeba.