淡水短缺影响着世界上超过 20 亿人，主要分布在干旱和偏远地区，以及没有淡水来源的岛屿和沿海地区。气候变化和人口增长只会让问题变得更糟，而现有的方法需要能量输入，通常是电力。

可再生能源可以解决这个问题，这些地区需要使用从大气中提取的水来提供饮用水和灌溉。（据估计，大气中含有约 13 万亿吨水，是全球河流淡水的六倍；全球变暖使空气中含有更多的水蒸气，理论上每升高摄氏度就会增加 7%。）

现在，来自沙特阿拉伯和中国的工程师和科学家创建了一个系统，该系统使用太阳能每天每平方米从空气中提取多达 3 升（0.8 加仑）的水，以纯粹被动的方式，无需维护或人工操作。该研究是发表在日记中自然通讯。

该系统通过使用收集到的水在两个季节成功种植卷心菜进行了测试沙特阿拉伯图沃尔。

“我们的目标是实施这项技术，从空气中生产水，以满足人们对水的需求。可持续农业中东安全粮食生产所需，”华南理工大学的合著者于涵说。

现有的太阳能驱动的大气水提取（SAWE）系统通常依赖于吸收空气中的水蒸气。当吸收材料达到饱和时，系统被密封并暴露在阳光下，开始释放捕获的水。它们是对雾和露水收集等被动大气水技术的改进，并且在其他受气候限制的地区和地点更容易使用。

但这种 SAWE 系统每天只能进行一次吸收-释放循环，在夜间捕获水分并在白天解吸，缓慢的吸收阶段限制了可以提取的水量。

它们的广泛采用还受到昂贵的吸收纳米材料的限制，挑战了原型的规模化，而切换周期需要易于故障的主动系统或对移动部件进行劳动密集型操作，使得系统复杂且能源密集。

为了设计一个被动、高效、易于扩展且劳动力最少的系统，该小组使用了多个垂直微通道的结构，称为大众运输桥。这些管子位于一个容器中，充满液体盐溶液，充当液体吸收器；他们使用氯化锂。

取决于温度分布，环境温度区域，暴露在环境中，不断捕获大气水并将其储存在容器中。当系统接收阳光时，吸收器将光转化为热量，并在高温区域产生浓缩水蒸气。

水蒸气在室壁上凝结，产生淡水。更多从吸收器容器捕获的水不间断地移动到高温区域。

同时，高温区的浓缩液体通过扩散（分子从高浓度区向低浓度区的运动）和对流（分子的运动）被输送回环境温度区。较热、较低密度的溶液穿过较冷、较稠密的区域，从而能够连续捕获水蒸气只要有阳光。

为了实现这个系统，该团队用部分氧化的碳纳米管在玻璃纤维膜上创建了一个太阳能吸收器。碳纳米管的黑色和捕光微结构在潮湿时吸收了大约 96% 的阳光。他们发现蒸汽产生区和大气水捕获区的最佳高度分别为 3 厘米和 5 厘米。

为了在 8 天的生产期间测试此设置，他们使用了 8 小时的太阳光照，然后是 16 小时的黑暗。他们发现，随着相对湿度从60%增加到90%，产水率从每平方米每小时约0.04公斤增加到约0.65公斤。

在沙特阿拉伯实地进行的实际测试中，蒸发面积增加至 13.5 厘米 x 24 厘米，比原型大 36 倍。这种配置每天每平方米产生 2.9 升水，具体取决于接收到的太阳能和相对湿度。

这个数量是大气水项目的四倍2021年起比 SAWE 高 27 倍2017年起。

在巴布亚新几内亚进行的一项测试中，这一数字增加到每天每平方米 4.6 升。沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的合著者甘巧强表示：“值得注意的是，收获的水成功地用于离网灌溉甘蓝，这展示了免维护园艺的潜力在无法获得液态水源的地区。”

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