一种新型多孔材料每2.2磅（1千克）每天可从空气中收集多达0.5加仑的水，同时还能提升节能冷却系统的效率。
德国基尔大学的科学家们开发出一种类似海绵的材料，能够从空气中提取饮用水，并已证明该材料可以进行更大规模的生产。这项研究成果描述的系统有望为地中海周边干旱地区供水，并改进节能冷却技术。
研究人员表示，即使在低湿度条件下，这种材料也能捕捉空气中的水分，并只需相对较低的热量即可释放水分，因此适合反复进行集水循环。最新工作还表明，其生产已超越实验室批次，使该技术更接近商业应用。
基尔大学无机化学研究所的诺伯特·斯托克教授表示：“这些地区正面临气温上升和降雨减少的问题。我们的目标是开发一种环保技术，将空气中的水分子转化为饮用水。”“发表在《材料化学杂志A》和《工业与工程化学研究》上的两项新研究，阐述了如何大量生产这种材料，以及如何提高冷却设备的效率。”
材料在干燥空气中捕捉水分
该研究聚焦于金属有机框架（MOF），这是一种能够吸收和释放大量水的高孔隙材料。它们内部相互连通的微观孔隙网络使其能够快速捕获水分，就像海绵吸水一样。基尔大学的团队正在改进一种名为CAU-10-H的MOF，该材料因在基尔大学首次被发现而得名。当相对湿度达到至少18%时，该材料在室温下就能从空气中吸收水分。随后，当被加热到约158华氏度（70摄氏度）时，它会释放出储存的水。
研究人员还将这种MOF与导电碳结构结合，使材料能够通过电力或阳光高效加热，从而更快地释放水分，并在短短几个小时内完成反复的运行循环。
生产饮用水与高效冷却
测试表明，每克该复合材料最多可吸收0.17克水。在干燥条件下，2.2磅（1千克）材料每天可产生多达1.8升（60.8盎司）的饮用水。第一作者拉塞·韦格纳说：“这使得该材料即使在干旱地区，对饮用水生产也特别有吸引力。”
除产水外，研究人员发现这种材料还能改进冷却系统。在吸附冷却应用中，CAU-10-H提供的冷却性能高达传统常用吸湿材料硅胶的三倍。研究团队认为，未来的冷却系统可利用数据中心或面包房等设施的废热来驱动该过程，从而减少空调所需的能耗。
生产规模超越实验室级别
研究人员在更大规模制造该材料方面也取得了进展，这是迈向商业应用的重要一步。斯托克透露：“我们大约在15年前发现了CAU-10-H，从那时起，其潜在应用便在世界范围内得到研究。”斯托克研究MOF已有20余年。
在研究员卡勒·默廷的带领下，团队将产量提高到约66磅（30千克），约为之前实验室批次产量的60倍。他们还进行了技术经济分析，表明该材料的生产成本约为每千克12至14美元。
斯托克补充说：“这使我们材料的实际应用变得触手可及。我们证明了它们不仅在实验室中有效，而且能以经济可行的规模生产。”
这些研究成果发表于近期《材料化学杂志A》和《工业与工程化学研究》的两项研究中。
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