Инженеры MIT создали ультразвуковое устройство для извлечения воды из воздуха

Исследователи Массачусетского технологического института представили технологию извлечения воды из атмосферы на основе ультразвуковых колебаний. Разработка опубликована в научном журнале Nature Communications.

Группа под руководством Икры Ифтехар Шуво создала пьезоэлектрический привод, генерирующий высокочастотные механические волны. Устройство работает с водопоглощающими гидрогелями, которые захватывают влагу из воздуха. После насыщения гель помещается на вибрирующую поверхность привода. Ультразвуковые колебания разрушают молекулярные связи между водой и материалом гидрогеля, создавая импульс для высвобождения влаги.

Принципиальное отличие метода заключается в извлечении воды в жидкой форме. Существующие системы сбора атмосферной влаги применяют нагревание для испарения воды из адсорбирующих материалов, что требует значительных энергетических затрат. Термическая десорбция занимает несколько часов на цикл восстановления гидрогеля.

Экспериментальные испытания показали сокращение времени извлечения до нескольких минут. Измерения энергопотребления выявили 45-кратное преимущество ультразвукового метода над тепловыми аналогами. Конструкция привода позволяет питание от компактных солнечных панелей, что обеспечивает автономность системы.

Технология предназначена для децентрализованного водоснабжения засушливых территорий и районов чрезвычайных ситуаций. Атмосфера содержит влагу даже в пустынных климатических зонах, где отсутствуют источники пресной или морской воды для опреснительных установок.