巴西研发废旧纺织品聚合物,每日可从空气中提取Zui多6升水
巴西圣保罗州立大学(Unesp)与聚技术研究所(IGTPAN)联合研发出一种名为PANSAP的新型超吸湿聚合物,该材料由回收的聚(PAN)纺织废料经碱性水解制得。相关成果已发表于《npj清洁水》期刊。实验显示,使用25块含该材料的“水凝胶”模块,在相对湿度69%至90%的条件下运行79天,系统每日可捕获并产出约4至6升水。
该系统的核心机制为大气水分收集。PANSAP具有三维网状结构,液态水中每克可吸收200至300克水,大气环境下吸附量可达干重的近80%。捕获水分后,需通过55℃至80℃的温和加热使水分以蒸汽形式释放,随后冷凝收集。研究特别澄清,该技术并非完全无需能源,其脱附阶段采用光热混合配置,能耗约为每升水0.90至1.25千瓦时。在充足日照下,四块580瓦的光伏板即可为原型机提供独立运行所需的电力。
关于水质安全,冷凝过程产出的水接近蒸馏水状态,呈高度去矿化特征,且检测出微量氨气残留(约0.09毫克/升)。研究人员指出,若用于日常饮用,后续必须进行矿物补充处理。目前该工艺尚未获得饮用水商用认证,仍需进一步评估。
该技术主要面向传统水源匮乏的干旱及半干旱地区。团队计划在未来于秘鲁利马及阿雷基帕等极端干燥区域开展实地测试,以验证系统在真实大气条件、污染水平及维护需求下的表现。模块化设计允许通过增加水凝胶单元来提升产水量,单台约10公斤吸附剂装置在实验条件下日产可达六升。
在成本与可持续性方面,PANSAP的生产成本估算约为每公斤2.50美元,远低于金属有机框架(MOF)材料动辄数千美元每克的造价。项目契合循环经济理念,水解过程中释放的氨气可回收转化为磷酸铵盐农业肥料。长期耐久性测试表明,该聚合物可承受超过2500次吸附-脱附循环,性能衰减极小,理论使用寿命预计超过十年。
目前该系统仍处于实验室开发与验证阶段。受控环境数据虽具潜力,但实际部署前仍需全面评估复杂气候波动、设备全生命周期成本、规模化制造工艺及模块更换便利性。实地测试结果将决定该技术能否从原型走向缺水社区的实用化应用。