Ключевым элементом устройства является ультрапористая металлоорганическая структура (MOF) из атомов металла и органических молекул. Её пористость позволяет улавливать молекулы воды в условиях низкой влажности воздуха, а затем испарять их таким образом, чтобы они текли в устройство и собирались там. Всё это делается на энергии солнечного света.
Приборы, способные извлекать воду из воздуха пустынь, представляют собой концентраторы солнечного света, энергия которого используется для извлечения паров воды из пористых наночастиц. Альтернативные материалы, такие как гидрогели, цеолиты или соли не могут эффективно работать вместе в условиях низкой влажности, тогда как коллекторы с питанием от MOF способны это делать. Кроме того, в районах, где воды много, но она плохого качества, этот метод можно использовать для ее очищения, говорят ученые.
Устройство имеет компактные размеры по сравнению с предыдущими моделями MOF и может поместиться в дамской сумочке.
Работу устройства тестировали в одной из самых засушливых пустынь Америки, Долине Смерти в пустыне Мохаве, расположенной на юго-востоке Калифорнии, где температура колеблется от 21,9°C до 60,7°C, а относительная влажность колеблется от 9,4% до 36%. В таких экстремальных условиях устройство смогло собрать до 285 граммов воды в сутки.
До этого способ, позволяющий получать воду из воздуха в пустыне с помощью солнечного света, разработали другие специалисты в Саудовской Аравии. Они придумали и реализовали идею специального покрытия для солнечных батарей, которое позволяет извлекать воду из сухого воздуха пустыни.
Они выяснили, что таким же образом можно использовать гидрогель, содержащий множество пустот, частично заполненных жидкостью. Это пористый, но при этом прозрачный материал, способный активно поглощать пары воды. Гидрогель можно наносить на поверхность солнечных батарей – тогда он будет одновременно защищать их и охлаждать по мере испарения воды, накопленной за ночь.
