淡水短缺影響世界上超過 20 億人，主要分佈在乾旱和偏遠地區，以及沒有淡水來源的島嶼和沿海地區。氣候變遷和人口成長只會讓問題變得更糟，而現有的方法需要能量輸入，通常是電力。

再生能源可以解決這個問題，這些地區需要使用從大氣中提取的水來提供飲用水和灌溉。（據估計，大氣中含有約 13 兆噸水，是全球河流淡水的六倍；全球暖化使空氣中含有更多的水蒸氣，理論上每升高攝氏度就會增加 7%。）

現在，來自沙烏地阿拉伯和中國的工程師和科學家創建了一個系統，該系統使用太陽能每天每平方公尺從空氣中提取多達 3 公升（0.8 加侖）的水，以純粹被動的方式，無需維護或人工操作。該研究是發表在日記中自然通訊。

該系統透過使用收集到的水在兩個季節成功種植捲心菜進行了測試沙烏地阿拉伯圖沃爾。

「我們的目標是實施這項技術，從空氣中生產水，以滿足人們對水的需求。永續農業中東安全糧食生產所需，」華南理工大學的合著者於涵說。

現有的太陽能驅動的大氣水提取（SAWE）系統通常依賴吸收空氣中的水蒸氣。當吸收材料達到飽和時，系統被密封並暴露在陽光下，開始釋放捕獲的水。它們是對霧和露水收集等被動大氣水技術的改進，並且在其他受氣候限制的地區和地點更容易使用。

但這種 SAWE 系統每天只能進行一次吸收-釋放循環，在夜間捕獲水分並在白天解吸，緩慢的吸收階段限制了可以提取的水量。

它們的廣泛採用也受到昂貴的吸收奈米材料的限制，挑戰了原型的規模化，而切換週期需要易於故障的主動系統或對移動部件進行勞動密集型操作，使得系統複雜且能源密集。

為了設計一個被動、高效、易於擴展且勞動力最少的系統，該小組使用了多個垂直微通道的結構，稱為大眾運輸橋。這些管子位於一個容器中，充滿液體鹽溶液，可作為液體吸收器；他們使用氯化鋰。

取決於溫度分佈，環境溫度區域，暴露在環境中，不斷捕獲大氣水並將其儲存在容器中。當系統接收陽光時，吸收器將光轉化為熱量，並在高溫區域產生濃縮水蒸氣。

水蒸氣在室壁上凝結，產生淡水。更多從吸收器容器捕獲的水不間斷地移動到高溫區域。

同時，高溫區的濃縮液體透過擴散（分子從高濃度區向低濃度區的運動）和對流（分子的運動）被輸送回環境溫度區。稠密的區域，從而能夠連續捕獲水蒸氣只要有陽光。

為了實現這個系統，團隊用部分氧化的碳奈米管在玻璃纖維膜上創造了一個太陽能吸收器。碳奈米管的黑色和捕光微結構在潮濕時吸收了大約 96% 的陽光。他們發現蒸氣產生區和大氣水捕獲區的最佳高度分別為 3 公分和 5 公分。

為了在 8 天的生產期間測試此設置，他們使用了 8 小時的太陽光照，然後是 16 小時的黑暗。他們發現，隨著相對濕度從60%增加到90%，產水率從每平方公尺每小時約0.04公斤增加到約0.65公斤。

在沙烏地阿拉伯實地進行的實際測試中，蒸發面積增加至 13.5 厘米 x 24 厘米，比原型大 36 倍。這種配置每天每平方公尺產生 2.9 公升水，具體取決於接收到的太陽能和相對濕度。

這個數量是大氣水項目的四倍2021年起比 SAWE 高 27 倍2017年起。

在巴布亞新幾內亞進行的一項測試中，這一數字增加到每天每平方公尺 4.6 公升。沙烏地阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的合著者甘巧強表示：“值得注意的是，收穫的水成功地用於離網灌溉甘藍，這展示了免維護園藝的潛力在無法獲得液態水源的地區。”

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