饮用水能从天上来:太阳能大气集水可供10亿人安全饮用

2021-10-28 10:41 来源:中国科学报

目前,全球有22亿人无法获得安全的饮用水,干旱人口最多的地区是撒哈拉以南非洲、南亚和拉丁美洲。

10月27日,《自然》发表的一项以虚拟装置为模型的全球评估表明,利用太阳能在大气中集水,或可为约10亿人提供安全饮用水。这项发现有助于为新兴和未来集水技术设计提供参考。

人们认为大气集水装置有助于解决水资源短缺,该类装置有两种工作方式。其中被动集水装置完全依赖天气条件,收集预先凝结的露水或雾汽。主动装置则相反,它们会利用太阳能在夜间湿度较高时采集并凝水,或者连续循环工作,这缩小了装置所需尺寸。但是这些装置的性能及全球潜力尚未得到分析。

美国山景城X Development公司研究人员Jackson Lord、Philipp Schmaelzle、Ashley Thomas和同事,展示了一个评估大气集水装置提供安全饮用水潜力的地理空间工具。该工具体现了全球湿度模式、气温和阳光辐射、基于假设的太阳能集水装置(约有1~2平方米太阳能集热面积)。

结果表明,通过白天持续运行,强烈的阳光和超过30%的湿度事实上可充分配合,平均每天支持产生5升水。如得到广泛部署,这类装置有可能为生活在此类气候条件下的约10亿人提供安全饮用水。作者还以现有装置的潜力比较了这些结果,表明新兴技术有望达成这些目标。

但这些分析聚焦于安全饮水,没有评估其他用途如灌溉、卫生或烹饪等的水。研究人员认为,技术持续发展或可达到他们的预测,并为未来设计提供参考,从而以最大限度提高全球影响。