2022-02-24 14:23

这个装置也许能从稀薄的空气中吸取水分,但不如我们希望的那样好

2017年3月/ 4月的杂志都是关于水的。我们涵盖了整个范围,从你吃的食物中有多少这种基本的液体,到当你没有得到足够的水时会发生什么,以及在某些地区,水是如何耗尽的。这就是为什么我们被一项简单而廉价的发明所吸引,它的目的是在不使用任何电力的情况下从空气中吸取水分,为有需要的人提供干净的饮用水。

不幸的是,WaterSeer不太可能像它的制造商声称的那样,每天从空气中提取11到14加仑的水。还有一些其他的问题。

它在干旱地区不起作用

WaterSeer的工作原理是将空气吹进一个地下洞穴。在白天,地面的温度比空气中低,因为冷空气比热空气能容纳更少的水,所以这种想法是,水蒸气会在室内较冷的一侧凝结,清洁后就可以饮用了。

WaterSeer的制造商Vici Labs估计,该设备每天可以从半干旱的空气中收集11加仑的水。但问题是空气越干燥,露水的温度就越低,而凝结水分所需的温度就越低。

“在大多数水资源不足的地区,露点非常非常低,”热力学家Kenneth Kroenlein说。地表以下两米的地面温度(目前为WaterSeer提出的深度)不太可能保持足够低的温度,使凝结发生。

克伦莱因说:“在干燥的地方,用冷凝物将空气中的水吸出来是非常不可能的。”

然而,该装置在潮湿地区可能会取得一些成功。尽管这似乎有悖常理,但缺水甚至会在空气中有大量水分的地方发生。

与干旱地区的缺水不同,缺水可能发生在水资源丰富但缺乏提供清洁水的基础设施的地区。例如,在莫桑比克,数百万人无法获得干净的饮用水。许多家庭——尤其是妇女和儿童——不得不步行一个多小时去取水,不安全的水每天导致该国约55名儿童死亡。

虽然世界资源研究所的研究员罗格尔·威廉·霍夫斯特警告说必须过滤这些水以去除任何污染物,但WaterSeer也许能够收集这些地区的水合作用。而且这个装置可能无法生产制造者估计的14加仑一天。

它不能一天24小时都工作

在加州伯克利的现场试验中,WaterSeer的一半和四分之一比例模型成功地在大约三个小时的时间内从空气中抽取了大约300毫升的水。考虑到一个更大的工作模型,24小时的凝结期,以及其他原型的改进,Vici实验室计算出WaterSeer在潮湿的环境中每天可以收获14加仑的水。

但这个装置只能在地面比空气冷的情况下工作,不幸的是,在两米深的地方,只有半天是这样的。克伦莱因说,夜间的空气通常比地面凉爽。“在两米深的地方,灯泡永远不会一直冷到超过露点。它每天只能在空气比地面更热的情况下工作12个小时。”

正在进行的工作

批评人士对waterseer提出了其他一些指控,包括大量的空气必须通过它的腔来压缩所声称的水量。根据克伦莱因的说法,虽然这是一个有效的批评,但其他一些人却不是。

当水蒸气凝结成液体时,它以热的形式释放能量。一些批评《水预言家》的人说,地下洞穴释放的热量太大,会使周围的土壤升温,灯泡就会停止工作。根据克伦莱因的计算,这并不准确。

“关键不在于产生了多少热量,而在于热量从灯泡传输出去的速度有多快,”他说。虽然不同地方的土壤的导热系数不同,但克伦莱因计算出,每天冷凝11-14加仑不会成为问题——周围的土壤只会在温度变化1摄氏度的情况下分散热量。

克伦莱因说:“通过土壤的导热性,实际上很容易将热量排出。”“问题是首先要把足够的水注入设备。”

热量传递不足以证明《预言家》的正确性。这款设备可能确实能工作,但它不能像制造商预期的那样工作。

Vici实验室的人表示,他们仍在改进设计。尽管他们不能改变热力学定律,但他们正在开发一种太阳能冷却系统,用于极端环境。这一添加可能会克服一些最大的挑战——尽管,并不是说它不具有简单性,而简单性正是这一设备最初吸引人的地方。

复杂的问题并不总是有简单的解决方案。但是,我们仍然乐观地认为,科学和技术的创新可以使每个人的未来更美好。