Nieuwe technologie haalt drinkwater uit woestijnlucht

Zelfs op de meest dorre plaatsen op aarde is er sprake van luchtvochtigheid. Wetenschappers zijn er al langer op uit om een manier te vinden om dat vocht uit de lucht te halen. Het ziet er nu naar uit dat onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) daarin geslaagd zijn.

Het nieuwe toestel is gebaseerd op een concept dat het onderzoeksteam vorig jaar lanceerde maar dat ondertussen ook effectief werd getest in de zeer droge lucht van Tempe (Arizona).

De resultaten bevestigen het potentieel van de techniek, al zeggen de wetenschappers er meteen bij dat er nog veel werk nodig is om het project op te schalen.

Lage luchtvochtigheid

Het eerste concept dat ze vorig jaar beschreven in Science kreeg erg veel aandacht en op basis van de opmerkingen die toen werden geformuleerd, hebben de wetenschappers verbeteringen aangebracht.

“De paper van vorig jaar werd een hype maar er volgde ook best wat kritiek”, zegt ingenieur Evelyn Wang, hoofdauteur van de beide papers. “Vandaag zijn alle twijfels van toen weggenomen, dat tonen we expliciet aan in deze laatste studie.” Het team heeft alle punten van kritiek bekeken en er een antwoord op geformuleerd in Nature Communications.

Het systeem is gebaseerd op relatief nieuwe materialen die metaal-organische-roosters (MOFs) worden genoemd (een kristallijn materiaal). Die kunnen drinkbaar water uit de lucht halen, zelfs als de luchtvochtigheidsgraad lager is dan 10 procent.

Zonlicht

Huidige methodes om water aan de lucht te onttrekken gaan uit van een veel hogere luchtvochtigheidsgraad – 100 procent voor systemen die mist omzetten in water en 50 procent voor systemen die dauw recupereren.

Het nieuwe systeem biedt mogelijkheden voor gebieden waar de luchtvochtigheidsgraad veel lager is.

Het team zette een testtoestel op het dak van de Arizona State University in Tempe, volgens Wang een plek die “representatief is voor veel van de meest dorre plekken op aarde.”

Het toestel werkt uitsluitend op zonlicht en produceerde per kilogram MOFs een kwart liter water per dag. Met een optimale materialenkeuze denken de onderzoekers dat drie keer te kunnen verhogen.

Dit systeem werkt niet enkel bij een lage luchtvochtigheid, het heeft ook geen pompen of compressoren nodig zoals veel andere systemen, legt medeauteur Sameer Rao uit. “Dit systeem heeft geen bewegende onderdelen en vergt geen actieve bediening, enkel veel zonlicht.”

Zuiver water

Als volgende stap wil Wang het systeem opschalen en de efficiëntie nog verbeteren. “Zo hopen we tot een manier te komen om liters water te produceren voor individuele gezinnen.”

Het team heeft het water ook kwalitatief getest en geen sporen van vervuiling aangetroffen. “Er lekken geen MOFs in het water”, zegt Wang. “Het systeem is uiterst stabiel en in staat om water van zeer goede kwaliteit aan de lucht te onttrekken.”

“Deze technologie is fantastisch. De MOFs kunnen zelfs hun werk doen in een woestijnklimaat”, zegt Yang Yang, een professor materiaalkunde aan de Universiteit van Californië die niet betrokken was bij het project.

“Deze technologie is een nieuwe benadering om het probleem van waterschaarste in extreem droge gebieden te verhelpen”, zegt Yang. “Het kan een grote impact hebben.”