Temiz suya erişim, insanlığın karşılaştığı en büyük zorluklardan biri olmaya devam etmektedir. Austin, Teksas Üniversitesi mühendisleri, havadan gelen nemi emerek; temiz ve kullanılabilir su olarak geri dönüştüren, güneş enerjisiyle çalışan yeni bir teknoloji geliştirmiştir.
Advanced Materials dergisinin son sayısında açıklanan bu buluş; afet durumlarında, su krizlerinde veya yoksulluk çeken bölgelerde ve gelişmekte olan ülkelerde kullanılabilir. Teknoloji, büyük miktarda su tutabilen “süper süngerler” olarak tasarlanmış hidrojellere, jel-polimer hibrit malzemelere dayanmaktadır.
UT Austin’in Cockrell Mühendislik Okulu’ndaki Guihua Yu liderliğindeki bir araştırma ekibi, hem yüksek oranda su emici olan hem de ısındığında suyu serbest bırakan hidrojelleri birleştirdi. Bu eşsiz kombinasyonun nemli ve kuru hava koşullarında başarılı bir şekilde çalıştığı kanıtlanmıştır ve havadan temiz, güvenli içme suyu üretimini sağlamak için çok önemlidir.
Atmosferde bulunan yaklaşık 50.000 kilometreküp su ile; bu yeni sistem, bu rezervlerden faydalanabilir ve potansiyel olarak küçük, ucuz ve taşınabilir filtreleme sistemlerine yol açabilir.
Yu ekibinin doktora sonrası araştırmacısı Fei Zhao: “Yapmanız gereken tek şey, hidrojeli dışarıda bırakmak ve su toplamak için tamamen pasif bir sistem geliştirdik. Toplanan su güneş ışığına maruz kalana kadar hidrojelde kalmaktadır. Doğal güneş ışığı altında yaklaşık beş dakika sonra su serbest kalır.”
Bu teknoloji, Yu ve Zhao tarafından 2018 yılında geliştirilen; sadece güneş enerjisi kullanarak suyu herhangi bir kaynaktan hidrojeller yardımıyla temizleyen, güneş enerjili su arıtma inovasyonu buluşuna dayanmaktadır. Takımın yeni inovasyonu, atmosferde zaten var olan suyu kullanarak bu işi bir adım daha ileri götürmektedir. Her iki hidrojel tabanlı teknoloji için Yu ve araştırma ekibi; hem higroskopik (su emici) nitelikleri hem de ısıya duyarlı hidrofilikliği (basit ısıtma üzerine su bırakma kabiliyeti) içeren materyalleri birleştirmenin bir yolunu geliştirdi.
Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Profesörü Yu: “Yeni malzeme, hem havadan nem toplamak, hem de yoğun enerji tüketimini engellemek için güneş ışığı altında temiz su üretmek üzere tasarlandı.”
Suyun nemden toplanması, tam olarak yeni bir kavram değildir. Buzdolaplarının çoğu buhar yoğunlaşma sürecinde yiyecekleri serin tutar. Bununla birlikte, bu işlemi gerçekleştirmek için büyük miktarda enerji gerekmektedir. UT ekibinin teknolojisi; sadece güneş enerjisi gerektirir, kompakt ve ortalama bir evin günlük ihtiyaçlarını karşılayacak kadar su üretebilir. Prototip testleri günlük kilogram hidrojel başına 50 litreye kadar su üretildiğini göstermiştir.
Günümüzde kullanılan atmosferik su toplama tekniklerini geliştirmek için yeni bir stratejiyi temsil eden teknoloji, mevcut güneş enerjili su arıtma sistemlerinde veya diğer nem emici teknolojilerdeki çekirdek bileşenlerin yerini alabilir.
