空气水

2016/11/10

1.空气水是什么

作为人类赖以生存的最主要的资源,据世界卫生组织统计,目前全世界依然有7.8亿人无法获得最基础的纯净水,每年约有300多万人死于水污染。以色列是世界上较早将“找水”的触角伸向令人最不易察觉的一种事物——空气。从2014年开始,来自以色列的空气冷凝水公司Water-Gen旗下产品“水一代”为缓解水资源问题起到非常重要的作用,目前该装置已经在印度、墨西哥以及我国上海进行测试。

什么是空气水?简单来说,是空气中的水分子冷凝成水之后经过多重处理而造出来的水。从空气中产生水有几个好处。首先是没有管线和水源的需要,只需要电力。饮用水从空气中产生,大部分时间,空气是潮湿的、有水分的,当然在湿热环境下水分是最高的,在干燥的地方潮湿度会小一些,不管在哪里,空气中总是有湿度的,当空气的温度达到12摄氏度以上,潮湿度超过30%的时候,Water-Gen就开启环境采水系统,世界上80%的地方都能够达到这个要求。如果在家里没有饮用水的话,水可以从空气中取得,空气中找到的水是完全的纯净水。

2.怎么进行空气水处理

如果你还是觉得用湿度从空气中制水不可思议,教教你其他的从空气中处理水的方式吧!

2.1雾气取水

自然界中有不少生物具有从空中去睡的本领,蜘蛛就是其一。常见的蛛网由蛛丝构成,但蛛网上一圈又一圈的螺旋线是湿丝,并非单一的蛛丝。湿丝上面分布着细细的珠状胶粘液体,具有极强的亲水性,极易吸收空气中的水分。受蜘蛛网凝结水珠的启发,1990年代就发明了模拟蜘蛛网取水的装置。其原理是编织一张超大网络,让空气中的细小水珠遇到网线后凝聚成大水珠而被收集。美国麻省理工学院研究人员经过对比仿生研究发现,觉得雾气取水效率的因素有三个,即网丝的粗细、网丝间距的大小和网丝表面的涂料。

MIT研发的雾气取水系统

2.2利用亲水与憎水材料取水

纳米比亚沙漠中有一种独特的昆虫——纳米比亚沙漠甲虫,能从由海上飘到沙漠的雾中收集所需的一切水分。通常在晚上或者清晨,沙漠甲虫迎着雾调整甲壳的角度收集湿气,湿气凝聚成水滴后沿着甲壳边缘的小槽流入甲虫口中。

模仿这种甲壳虫的背部的构造,研究者制作了一个由吸水涂层和防水涂层组成的表面,利用风扇加快空气流通并通过这个表面,最终让水凝结储存起来。来自美国麻省理工学院的研究人员从中得到启发,通过观察学习这种纳米比亚沙漠甲壳虫,发明了一种能够从空气中取水的自充满水壶。

而在未来,这项技术将有可能与温室和绿色屋顶结合起来,并且被推广到农场或者更大型的农业项目上。

2.3利用温差冷凝成水

Airdrop的工作原理相当简单。在对植物进行灌溉时,涡轮机会将大量空气吸入细管,再把空气导入水泵外的铜管中。铜管周围泥土的温度通常为6℃,进入铜管的温暖空气则有27℃,在温差的作用下,空气中的部分水气开始不断凝结沉降。

冷凝后的水分被储存在最底部的水箱中。有灌溉需要的时候,水会被水泵抽取出来,从安装在农作物根部的半浸透式软管中渗出,浸湿植物根部的土壤。Airdrop还装有LED显示屏,显示水位、压力、太阳能电池寿命和系统是否正常。

2.4利用盐溶液取水

斯图加特的研究者们发明了一种从盐溶液中提取水的设备,完全依靠太阳能供电供热,可在没有电网的地区使用。其核心技术是利用盐水的吸湿作用吸收空气中的水分。第一步是让盐水从一个塔形装置顶部流下,并在这一过程中吸收空气中的湿气。然后将盐水泵入一个数米高的真空容器,再利用太阳能加热因吸收湿气而被稀释的盐水,蒸馏出不含盐的水分。

目前,该种方法的技术核心在于选择何种吸湿/解吸材料,因为,它决定着能耗和效益的大小。

2.5制冷结露

它们的基本原理都是将过滤的空气经过压缩机、制冷机冷凝成露水,最后通过紫外线杀菌、活性炭净化后制成饮用水。

但是,单纯应用制冷结露的方法能耗较大,能源利用效率较低,因此,并非最佳选择。

3.空气水在中国的发展

2014年,福能达公司研制出空气制水民用机器,该机器始用于中国航天事业,目前将此项航天技术应用于民,改善国民饮水需求,是科技进步的重大突破。福能达在水科技领域拥有众多专利,其中中国无废水纯水机技术、高效分子筛改性滤料技术为集团拥有。

其空气制水机原理类似于抽湿机,吸入的是潮湿空气,排出的是干净的水。空气制水机的制水能力主要取决于空气环境湿度的大小,湿度越大,制水能力越强;反之,湿度越小,制水能力越低。在60%-70%的湿度环境下,空气制水机制水的能力强。

空气水来源于大气层,免除重金属污染等担扰,在制水过程中,要经过三层空气过滤、四层纳米级过滤,方转为可饮用的纯净水。从空气中制水并非易事,24小时制水量和过滤净化是关键。据介绍,该公司在水科技领域拥有多达486项专利,其中无废水纯水机技术、高效分子筛改性滤料技术为福能达拥有的发明专利。其核心技术源自太空舱的饮用水处理技术,高效改性滤料发明专利技术等。

空气制水不但是科技的进步,更有着极强的实用性,可广泛地应用于家庭、办公室、酒店、餐馆、轮船、度假屋、医院、建筑工地、矿山、海上钻井平台、军舰、畜禽农场、军队等,尤其在自然灾害救援现场有着无可比拟的优势。空气取水的方法能直接打破地域的局限性,因为只要有空气的地方,就有水源。

有人做过这样一个统计:如果一个家庭一天能用掉2桶桶装水,即36L水,将使用普通饮水机和使用空气制水机的两种情况相比,将电费、维护设备费以及水费合计,空气制水机比桶装饮水机节省80%费用。而且空气制水还省却换水、换桶的麻烦。

空气水的出现是黑科技的一次对传统水的颠覆。这种空气制水尤其适用于潮湿的南方家庭,它同时还能降低空气湿度干燥空气。此技术的产生,让我们惊喜,而我相信这新技术的出现也为未来解决水资源问题提供了一种思路。

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