[공기 중에서 물을 수확하기 위한 더 간단하고 효율적인 장치] 온도에 민감한 재료를 사용하여 제작된 니켈 티타늄 기반 제습기는 대체 제습기 시스템보다 평균 30분 만에 대기에서 더 많은 물을 끌어낼 수 있으며 에너지는 약 반만 사용한다.
공기 중에서 물을 수확하기 위한 더 간단하고 효율적인 장치
새로운 유형의 프로토 타입 물 수확기는 공기에서 식수를 추출하는 데 기존의 장치보다 간단하고 효율적이다. 온도에 민감한 재료를 사용하여 제작된 니켈 티타늄 기반 제습기는 대체 제습기 시스템보다 평균 30분 만에 대기에서 더 많은 물을 끌어낼 수 있으며 에너지는 약 반만 사용한다.
전 세계적으로 20억 명 이상의 사람들이 깨끗한 식수에 접근하지 못하는 것으로 추정됨에 따라 이러한 귀중한 자원을 수집하는 기존의 방법을 개선하면 물 부족 지역에서 훨씬 더 쉽게 얻을 수 있다고 연구의 수석 저자이자 오하이오 주립 대학 의과대학의 정신과 연구 과학자인 John LaRocco는 말했다.
"공기 없이 3분, 음식 없이 3주를 버틸 수 있지만, 물 없이는 3일밖에 버틸 수 없다"고 라로코는 말했다. "하지만 이를 통해 깨끗한 식수의 접근성을 개선함으로써 국가 안보, 정신 건강 또는 위생과 같은 많은 문제를 해결하기 시작할 수 있습니다."
기존의 많은 집수 기술이 규모가 크고 에너지 집약적이며 속도가 느린 반면, 이 팀의 장치는 에너지 사용, 크기 및 복잡성을 줄일 수 있는 재료를 사용하는 탄성 냉각으로 인해 독특하다. 이 디자인 덕분에 프로토타입이 백팩에 들어갈 수 있을 만큼 충분히 휴대할 수 있었다고 LaRocco는 말했다.
연구원들은 그들의 창조물을 주변 공기 흐름에서 습기를 가두고 제거하는 역할을하는 친수성 물질로 안감 된 회전 실린더 인 건조제 바퀴를 사용하여 작동하는 제습기와 비교했다. 연구진은 각각 30분씩 세션으로 각 장치의 성능을 테스트하여 에너지 소비, 발열 및 집수 효율성을 평가했다.
실험 결과, 전력 소비에서 상당한 차이가 나타났고 프로토타입이 가장 적합할 수 있는 조건이 강조되었다. 예를 들어, 이 연구의 공동 저자이자 전기 및 컴퓨터 공학 학부생인 John Simonis는 장치가 사용되는 지역의 습도 수준이 물 수집 기능의 효율성에 영향을 미칠 수 있다고 말했다.
Simonis는 "기존의 건조식 휠 시스템과 비교할 때 우리 시스템은 환경의 요구에 맞게 보다 동적으로 확장할 수 있는 능력이 있습니다. "우리 장치는 모듈식에 더 가깝기 때문에 많은 적응력을 발휘할 수 있는 여지가 있습니다." 저자들은 필리핀, 인도네시아, 아이티, 심지어 오하이오와 같은 곳은 표준 습도가 프로토타입이 최대 효율성을 달성할 수 있을 만큼 충분히 떨어질 수 있는 몇 가지 장소라고 지적했다.
Simonis는 장치에서 생성된 물은 쉽게 마실 수 있지만 시간이 지남에 따라 분해될 수 있는 3D 프린팅 재료로 만들어졌기 때문에 누군가가 즉시 마셨을 때 섭취할 수 있는 미세 플라스틱의 양을 제한하기 위해 심하게 여과해야 한다고 말했다.
UN에서 제공한 통계에 따르면 지구 물의 약 0.5%만이 담수이며 인간이 섭취하기에 안전하다. 전쟁, 오염 및 기후 변화로 인한 환경 변화도 현재 진행 중인 글로벌 물 위기의 위험 요인으로 남아 있다.
자연 재해와 국제 비상 사태가 이러한 문제를 계속 악화시킬 것이기 때문에 소외된 인구를 지원하기 위해 창의적으로 물을 수확하는 방법을 찾는 것이 필수적이라고 연구의 공동 저자이자 전기 및 컴퓨터 공학 실습 부교수인 Qudsia Tahmina는 말했다.
즉, 희박한 공기에서 재생 가능한 자원을 수확할 수 있는 장치의 일관성을 보장할 수 있는 것은 프로세스를 보다 경제적이고 실현 가능하게 만드는 데 도움이 될 것이라고 연구는 지적한다. 이것이 달성된다면 지구상의 모든 생명체에 영향을 미칠 목표라고 LaRocco는 말했다. "우리는 전 세계에 깨끗한 물이 공급되는 것이 허황된 꿈에 불과한 것이 아니기를 바란다"고 그는 말했다.
팀의 모델을 사용하여 대중이 자신의 제습기를 만드는 실험을 할 수 있다. 그러나 그들의 프로토 타입은 현재로서는 개인 사용을 의미하지만 미래에는 가정이나 더 큰 지역 사회의 요구를 돌보기 위해 쉽게 최적화 할 수 있다고 Simonis는 말했다.
그는 "우리 프로토타입의 믿을 수 없을 정도로 큰 버전을 개발할 수 있다"고 말했다. "제한된 시간 내에 많은 물을 추출할 수 있으며 더 작은 장치를 가지고 지속적으로 작동하는 사람과 동일한 에너지 효율성을 얻을 수 있습니다." (Energy Daily) <저작권자 ⓒ ainet 무단전재 및 재배포 금지>
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