Zázrak jménem MOF: Zařízení na solární pohon vyždímá vodu ze vzduchu  
Nový vynález šikovných inženýrů z MIT s pomocí Slunce během 12 hodin vytěží ze suchého vzduchu litry vody. S touhle věcičkou už (skoro) nikdy nezemřete žízní!

 

Zařízení na získávání vody s pomocí MOFů. Kredit: MIT / Laboratory of Evelyn Wang.
Zařízení na získávání vody s pomocí MOFů. Kredit: MIT / Laboratory of Evelyn Wang.

Představte si optimistickou budoucnost, ve které si každý dům vyrobí potřebné množství vody, prostě jenom ze vzduchu a slunečního záření. A bude úplně jedno, jestli stojí u moře, ve stepi anebo ve vyprahlé poušti. Přijde vám to jako nepříliš věrohodné science-fiction, od něhož nás dělí mnoho světelných let? Tak to jste vedle.


Inženýři z MIT (Massachusetts Institute of Technology) společně s dalšími kolegy totiž před pár dny předvedli světu podivuhodné zařízení, které dokáže přesně tohle. Důkladně vyždímá vzduch a získá z něj velmi slušné množství vody. I když má k dispozici vzduch o vlhkosti pouhých 20 procent, což je běžná hodnota v pouštních oblastech, tak tenhle vynález vytěží litry čisté a naprosto pitné vody za 12 hodin. V atmosféře je totiž překvapivě hodně vody. Materiálový vědec z Kalifornské univerzity v Berkeley Omar Yaghi a jeho spolupracovníci o tom publikovali studii v prestižním časopisu Science, která vzbudila pořádný ohlas.

 

Omar Yaghi se svými miláčky. Kredit: Boasap / Wikimedia Commons.
Omar Yaghi se svými miláčky. Kredit: Boasap / Wikimedia Commons.

Podle Yaghiho jde o zásadní průlom v dlouholetém snažení o technologii, se kterou by bylo možné získat dostatečné množství vody ze suchého vzduchu. Nešlo to a nešlo. Do této chvíle se objevovala pouze řešení, která vyžadovala velké množství dodané energie. Postavit takovou ždímačku vzduchu není zase tak extrémně komplikované. Jenomže takhle vyrobená voda je po čertech drahá, a o to nikdo nestojí.


Sám Yaghi se ale už před dvaceti lety podílel na objevu materiálu, který byl pro takový průlom v technologiích ždímání vzduchu naprosto klíčový. Objevil takzvané MOFy, podle anglického názvu Metal-Organic Frameworks. Čeští odborníci je řadí mezi koordinační polymery, autor tohoto komentáře se ale přimlouvá za šťavnatější a doslovnější termín „kovové organické kostry“, s pikantní terminátorskou příchutí. MOFy tvoří kovy, jako je hořčík anebo hliník, uspořádané společně s organickými látkami do pevných a zároveň porézních struktur.

 

Schéma MOFu. Žlutě prázdné prostory, které se mohou naplnit molekulami vody. Kredit: UC Berkeley and Berkeley Lab.
Schéma MOFu. Žlutě prázdné prostory, které se mohou naplnit molekulami vody. Kredit: UC Berkeley and Berkeley Lab.

Chemici za tu dobu vytvořili přes 20 tisíc různých MOFů, které jsou slibné v mnoha různých ohledech. Některé MOFy jsou skvělé na uložení rozmanitých látek v podobě kapalin anebo plynů, jako je třeba vodík nebo metan. Vývojáři společnosti BASF testují palivové nádrže s MOFy, do nichž se ve srovnání s prázdnými nádržemi vejde trojnásobné množství metanu. Jiné typy MOFů zase dovedou lapat oxid uhličitý z emisí, katalyzovat chemické reakce adsorbovaných chemikálií nebo oddělovat jednotlivé látky při zpracování ropy v petrochemických závodech.

 

Evelyn Wang. Kredit: MIT.
Evelyn Wang. Kredit: MIT.

V roce 2014 Yaghi se svým týmem vytvořil další z pozoruhodných MOFů, původně z kovu zirkonia a kyseliny adipové, význačné organické dikarboxylové kyseliny, která se využívá hlavně jako surovina pro výrobu nylonu. Když zjistili, že tenhle MOF váže vodní páru, tak se domluvili s týmem inženýrky Evelyn Wang z MIT. Společnými silami se pustili do vývoje zařízení na získávání vody ze suchého vzduchu.


Jejich nové zařízení obsahuje asi 1 kilogram prachu z miniaturních krystalů obdobného MOFu. Tento prach badatelé stlačili mezi dvě desky, přičemž jedna z nich slouží k absorpci slunečního záření a druhá ke kondenzaci vody. Hotový prototyp zařízení pak umístili tak, aby byl na vzduchu. Když vzduch prochází vrstvou MOFu, tak se k jeho molekulám váží molekuly vody. Sluneční záření současně ohřívá vrstvu MOFu, což vede k pohybu vody směrem ke kondenzační desce. Vědci si to vyzkoušeli a ověřili, že zařízení funguje i v běžném prostředí. Tento jednoduchý prototyp za 12 hodin vyždímá ze vzduchu o vlhkosti 20 až 30 procent téměř 3 litry vody. Přitom k jeho pohonu stačí sluneční záření, které projde oknem do místnosti.


Yaghi, Wangová a jejich kolegové jsou nejen nadšení, ale i optimističtí. Hodlají svůj prototyp ještě dál vylepšovat a možnosti jsou prý veliké. Použitý MOF váže takové množství vody, jaké odpovídá 20 procentům jeho hmotnosti. Některý z jiných MOFů by ale mohl zvládnout i více než dvojnásobek. Vědci prý určitě dokáží vyždímat ještě větší množství vody a za ještě méně příhodných podmínek. MOFy jsou zázrak, takže s chutí do toho!

Video:  Device pulls water from dry air, powered only by the sun


Literatura
Berkeley News 13. 4. 2017, Science online 13. 4. 2017, Wikipedia (Metal-organic Framework).

Datum: 19.04.2017
Tisk článku

Sucho - Harperová Jane
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 349 Kč
cena: 293 Kč
Sucho
Harperová Jane
Související články:

Voda ze vzduchu a zadarmo     Autor: Josef Pazdera (02.05.2012)
Pohár z nanotrubiček se sám plní vodou i na poušti     Autor: Josef Pazdera (14.06.2014)
První porézní kapalina na světě     Autor: Stanislav Mihulka (15.11.2015)
Převratný grafenový filtr by mohl zajistit pitnou vodu pro celou planetu     Autor: Stanislav Mihulka (19.03.2016)



Diskuze:

Úspěšně vyždímalo peníze z grantu a plodí citace. Publish or perish!

Josef Hrncirik,2017-05-14 18:32:40

Odpovědět

Očividný fake ve Science, již v abstraktu vědecko-technického článku!

Josef Hrncirik,2017-05-04 09:04:46

Nahlédněte do originálu 10.1126/science.aam8743
V poslední větě abstraktu píší:
… .„This device is capable of harvesting 2,8 l of water per kilogram MOF daily at relative humidity levels as low as 20%, and requires no additional input of energy.“
Toto zařízení je však jen miniatura s velikosti horní části cca 7x7x4,5 cm a obsahuje tedy jen 1,34 g MOF, jak psáno na s. 9 článku u obr. 4 a tudíž za den vyprodukuje max. jen 0,34 g vody.
Tudíž lžou jen 8325x (39 dB).
Toto množství vody zkondenzuje do filmu max. tl. 0,24 mm na ploše 4x4 cm termoelektrického chladiče, který musí odvádět po dobu min. cca 6 hod nejen kondenzační teplo vody, ale i veškerý solární dopad do MOF, který ani v pravé poledne v tropech nelze bez evakuace skleníčku vyhřát na více než 90°C.
Termoelektrický chladič musí odvádět min. 1,6 W tepla z max. 25°C do heatpipe a venkovního nejspíše ofukovaného chladiče při teplotě okolí v tropech v poledne řekněme cca jen 30°C.
Při COP Peltiera cca 2 bude na 1 kg zkondenzované vody zapotřebí cca 1,5 kWh do pohonu Peltiera (i bez ofukování), tj. cca + 1,5 m2 PV panelu + aku, tj. k okénku 4x4 cm plochy MOF nutno instalovat navíc min 5 cm2 PV pro pohon Peltiera + záložní aku.
Na toto nepatrné množství vody usuzují ze senzoru tepelného toku chladičem, kterým pochopitelně protéká min. 4x více tepla než z pouhé kondenzace (bilance solárního příjmu).
Voda pochopitelně jen zůstává „na střeše“ a nikde nevytéká, ani se nestírá.
Pochopitelně signály tepelného toku senzorem před MOF, na kondenzoru, ev. i slepého toku se suchým MOF uvedeny nejsou, přestože v fig. 4.C na s. 9 je v grafech teplot místa dost.
1,34 g mofíka v prototypu pro jistotu nasytili v noci na MIT při sichrové vlhkosti RH 65%, oproti deklarované, avšak nepříznivé až nebezpečné pouštní RH 25%, kterou se vždy chlubí.
V prototypu byla mezera (difúzní a termální odpor) mezi MOF a kondenzorem cca 4 cm.
V supplementu S2 na s. 4 a 6 píší, že ve skleníčku je přestup tepla jen cca 9 W/m2.K, ale to by pak teplotní rozdíl mezi MOF a kondenzorem musel být cca 80°C a Peltier byl vlastně nevyhnutelný.
V S3 porovnávají účinnost cyklu sorpce-desorpce s vymrazovacím procesem.
V S3 na s.7 se v rovnici S1 snaží oklamat laskavého čtenáře, že do kondenzoru jde jen desorpční teplo bez dalšího nevyhnutelného přenosu tepla vedením, konvencí a sáláním mezi MOF a kondenzorem vrstvou vlhkého vzduchu při desorpci.
Tvrdí vlastně, že veškeré solární teplo jde do desorpce, bez jiných zkratů tepelných toků.
Z toho pak slavně vypočítali, že mofíci jsou min. 2,5x lepší než vymražování.
O Peltierovi, bez kterého mofíci nefungují ani na střeše MIT se zapomněli zmínit.
V S8 na s. 16 z rovnice S13 plyne, že pro uváděný tok vodní páry v prototypu by tloušťka mezery mezi MOF a kondenzorem měla být jen cca 1 cm, nikoliv 4 cm i při použití Peltiera.
Na s. 9 ve fig. S3A tvrdí, že mof je stabilní i po 80 cyklech sorpce-desorpce, přestože jich změřili pouze 40. Zde je lež jen 3 dB. To je však podle Goebelse zcela nedostačující.

Proč však fake tak hladce pronikl náročným vícestupňovým peer review v Science?
Protože za ty peníze to přece peers nebudou ani číst.
Redakce musí rychle a levně publikovat.
Peers také.
Ať napíší cokoliv, fakta nezmění.
Postupně přestávají rozumět předloženým textům.
Stejně je nahradí peers z rozvíjejících se trhů a nakonec levná AI z PRC.
God makes America great a Gain!

Odpovědět


Re: Očividný fake ve Science, již v abstraktu vědecko-technického článku!

Josef Hrncirik,2017-05-05 07:35:49

Velmi důležité je vybrat si správný MOF, dobře se nasycující právě při 25°C z RH 20%.
Mnohem lépe než udávaný MOF-801 vypadal CAU-10 v 10.1021/cm3025445 či 10.1039/c4cs00078a
kde při 25°C sorpční izoterma právě mezi potřebnými 17-18% RH kolmo vyskočila na 0,27 g vody/g mof.
Bylo však podezřelé, že tato kolmice se nelogicky kácí vlevo, což nebylo nikdy pozorováno a ukazuje to na nerovnovážnost provedených měření.
Při snaze dohledat data a metodiku byl přístupný jen 10.1039/c6ta01757f,
kde z vyhodnocení teplotních průběhů izoster vyplynulo desorpční teplo cca 50 kJ/mol vody, s očekávaným mírným poklesem s ads. množstvím a prudkým poklesem až při zatížení nad 27%, avšak bez výrazného nárůstu v okolí 15% nutného pro zlom izostery. .
Najít naměřená primární data nešlo, z fig.2 je vidět, že zázrak se nekoná a aby to dost sorbovalo v tropické noci při 20% RH, muselo by to být chlazeno na cca 7°C, nebo při 25°C syceno při 36% RH.
Fig.14 sice naznačuje, že k dobré desorpci stačí 75°C při teplotě chladiče kondenzoru 30°C (haha v tropech o polednách, při odvádění celého solárního toku druhou stranou panelu, by to mělo mít teplotu černého tělesa na poledním slunci), nikde není uvedena žádná sorpční izoterma či její rovnice či alespoň tabulka.
Stejně s tím zamýšlí buď topit při sorpci místo klasickými sušenými exkrementy, nebo odpařováním vody do sorbentu chladit pivo či COCA-COLU v plechovkách potravinové bojové dávky při ústupu na předem připravené posice.
Sorpční izotermy MOF-801 naměřené na MIT vypadají na první pohled podezřele (limitní chování při RH = 0% není reálně možné) a izotermy fig. S6A a S6B jsou ve sporu vzájemně i s fig. 1A.
Podstatně důvěryhodnější jsou izotermy v 10.1038/srep19097 (kromě části nad RH = 0,8.
I z dat TGA je vidět, že kinetika desorpce je řízena (brzděna) difuzí.
Desorpční teplo je cca 47-50kJ/mol vody.
Kdyby to autoři mysleli vážně, tak sorpci-desorpci popíší tabulkou či grafy s proměnnými nejlépe teplota regenerace (desorpce) a nutná teplota kondenzoru (rosný bod nad desorbovaným mofíkem) s parametrem stupně nasycení MOF.
Mám pocit, že pokud by na osách byly stupnice úměrné 1/Txy, graf by se dobře blížil svazku přímek pro parametry stupně sycení (podobně jako v Cox-Othmerově diagramu).

Odpovědět


Re: Re: Očividný fake ve Science, již v abstraktu vědecko-technického článku!

Josef Hrncirik,2017-05-05 13:23:06

Dostupná data sorpčních izoterm vody na MOF-801 jsem přepočítal na závislost nutné teploty chladiče nad při zvyšujících se teplotách desorbovaným MOF.
% vody v MOF 2% 4 8 12 16 20 25 30 35

teplota desorpce °C nutná teplota chladiče °C
65°C 14 21 23 34 35 40 44 55 59
75°C 33 29 42 43 44 44 56 67 70
85°C 40 37 42 43 44 50 68 78 82
95°C 43 46 52 53 53 60 80 90 93
100°C 47 50 56 57 58 65 86 96 99

teplota sorpce 30°C 20% RH(25°C) 25% RH(25°C) 30% RH(25°C) 35% RH(25°C)
% vody v MOF% po sorpci 20% 21% 23% 25%
I kdyby MIT pracoval v deklarovaném režimu 65°C desorpce do chladiče 25°C, desorbovalo by se méně než 20-9=11% a lžou jen klasicky 3 dB.
Pokud však chladič v polední poušti bude mít (kéž by jen) 35°C, desorbuje se jen 20-16=4% vody z mofíku a inženýři z MIT lžou 4x (tj. 6dB).
Bez Peltiera chladič nebude mít méně než cca 60°C a pak pokud Mofík bude smažen při 95°C, pustí právě jen 0% šťávy a při smažení na 100°C pustí jen cca 1%, a MIT bude lhát 20x, tj. 13 dB.

Odpovědět


Re: Re: Re: Očividný fake ve Science, již v abstraktu vědecko-technického článku!

Josef Hrncirik,2017-05-05 14:09:03

Mofík při sorpci či desorpci vody má oproti kapalnému sorbentu vždy jen nevýhody.
Kapalný sorbent má lepší přestupy tepla i hmoty a dá se snadno transportovat v aparaturách sorpce i desorpce, které mohou být přizpůsobeny výrazně jiným podmínkám sorpce a desorpce.
Ohřátý sorbent lze v průtokové trubici s vakuovou izolací (či dokonce koncentrátorem) snadno zahřát i nad 100°C a páry chladit i v polední poušti.
Rozumnější je však zahřáté roztoky uschované v "termosce" destilovat až večer, kdy je chlazení účinnější.
U roztoků není problém pracovat pod vakuem radikálně zvyšujícím přenos tepla i hmoty při destilaci.
Tím se lze snadno vyhnout použití Peltiera a odhadem ze 7 kWh/m2 solárního ohřevu lze vydestilovat až cca 7*3600*0,018/40=11,3 L vody/m2.den, tj. cca 28x více než lživě slibovali Miťáci.
Vlivem ztrát tepla a nevyužitelnosti celých teplotních rozdílů a energie nutné k transportům však určitě lze získat nejméně 10x více než slibovala lež z MIT.
Nejrozumnější je cca 60% H2SO4 či 80% H3PO4 či koncentrované roztoky LiCl či octanu draselného či MgCl2, ale jistě i další.
Sorpci lze snadno ladit koncentrací.
Na tyto zjevné fake měl nekompromisně reagovat myslící tank Jakub Janda,
chemičtí inženýři z AV ČR, nebo alespoň
Prezident České společnosti chemického inženýrství, aspirant na prezidentského kandidáta.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Očividný fake ve Science, již v abstraktu vědecko-technického článku!

Josef Hrncirik,2017-05-06 07:31:52

Čechiánů kavárenských.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Očividný fake ve Science, již v abstraktu vědecko-technického článku!

Josef Hrncirik,2017-05-06 19:16:08

Sorpční izotermy MOF-801 se dají snadno vynést do tzv. D(úú)(ý)hringova diagramu (T varu či desorpce versus teplota kondenzace (při různém parametru koncentrace vody v sorbentu), ze kterého je jasně vidět nutné kombinace teplot desorpce pro danou teplotu chladiče a nutný (přijatelný) stupeň desorpce.
Na první pohled je z rozumného a přehledného svazku přímek sorpčních izoster vidět, že bez Peltierovského švindlu to je v poušti nepoužitelné.
Mofík v noci přijme max. 20% vody/sušinu.
V solárním skleníčku se ani v poušti MOF bez koncentráku či vakuové izolace nezahřeje více než na 90°C.
Při této teplotě se uvolněnou parou orosí teprve chladič chladnější než 55°C.
I kdyby v poušti bylo v poledne jen 25°C, nutnost odvádět samovolně solární tok řekněme 400W/m2 zadní stranou skleníčku (chladičem) vyžaduje tepelný spád na chladiči cca 50°C, tj. chladič bude mít určitě víc než 55°C a nic na něm bez Peltiera nezkondenzuje.
Pokud miťáci (každý se 2 - 10 i více napájetky z obr. 1) přejdou přes Saharu do Lybie a se ziskem je prodají žíznícím Lybijcům a Syřanům, doporučuji článek publikovat po mírné úpravě v National Geography, či bez úprav v Blesku.
Je obecně známo, že peers si zpestřují odpornou práci katů článků tím, že soutěží, kdo pustí větší Bludný Balvan schopný rozkymácet nejen labilní futures trhy, ale i klasickou fyziku.
Vždy si především kladou otázku, zda to je již dostatečně šílené. Pokud ne, vnutí autorům nutné úpravy textu.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Očividný fake ve Science, již v abstraktu vědecko-technického článku!

Josef Hrncirik,2017-05-08 15:52:33

Lživá síla vědecky klamavé optimistické reklamy ze SCIENCE je taková,
že na konci prvního odstavce pod 4. obrázkem (Evelyn Wang)
pak pan Mikulka zcela dobrovolně zdarma bájí, že "... prototyp z obr. 1 za 12 hod. vyždímá ze vzduchu o 20% RH (při 4 g vody/m3) téměř 3 l vody,
přičemž mu stejně jako fíkusu stačí jen slunce, které prošlo oknem do místnosti...".
Francouzské vodárny podlehly panice, vodou pravdy zmanipulovaly volby a svedly to na P.

Odpovědět

Science je nevyčerpatelný zdroj poučení, ale hlavně zábavy

Josef Hrncirik,2017-04-29 13:06:04

Osel píše ve 2. odstavci vedle obr. 1. "...vytěží litry vody za 12 hodin."
Ano, ale v noci to sorbuje (těží) a o polednách to desorbuje (produkuje).
Jak vidno z obr. 3 článku na s.8 , aby se během cyklu 24 hod dala stihnout adsorpce i desorpce, vrstva může mít max. 5 mm tloušťky porozity min. 0,7.
Potom to ale za 24 hod dodá max. 0,4 l/m2.
Při 2 l/12 hod solár musí mít plochu 10 m2 a obsahovat 200 kg mědi, z toho 50 kg porézní houby.
Zajatí vědátoři ze studené sklepní místnosti (Osel obr.4), předpokládají při svých neohrožených simulacích, že stěna chladiče bude mít 23°C, což je nejnižší noční teplota v Las Vegas v srpnu.
Pokud však na solár dopadá cca 1 kW/m2 aby to tedy slavně desorbovalo, pak stěnou chladiče se musí nutně odebrat nejméně! 500W/m2 (směrem dopředu je skleník).
V suppl. S8 píší, že při NUCENÉ konvenci je přestup tepla 10-200 W/m2.
Stěna chladiče při desorpci tedy bude při PŘIROZENÉ konvenci min.! cca o 50°C teplejší než venkovní teplota o polednách.
Sice pak vyjde více než v žíhaném MOF, ale udělejme příliš velkorysý kompromis.
Polovinu teplotního rozdílu mezi MOF a okolím nechme uvnitř a zbytek venku.
I kdyby venku o polednách bylo 25°C, chladič by pak měl nejméně 45-55°C a tlak par by musel být 72-118 mmHg (9,6-15 kPa), aby kondenzovaly. To však ze sebe vyždímá MOF-801 až při 81-93°C a potom by chladič měl spíše 48-59°C atd. .
I kdyby to omylem zkondenzovalo do filmu max. tl. 0,4 mm za celý Boží den na ploše chladiče, jak to budou stírat (produkovat)? (Jako bosorky sběrem do prostěradla!).
Tak proto ten Peltierův chladič a žádný sběr vody, jen výpočet ze senzoru tepelného toku!

Odpovědět

Atmospheric water processor designs for potable water production: a review 10.1016/S0043-1354(00)00247-5

Josef Hrncirik,2017-04-27 18:55:55

Teorie pro desalinaci mořské vody: 0,78 kWh/m3 pitné
Realita přinejmenším 23
Vymražování ze vzduchu s kompresí 270 (bez udání vlhkostí a teplot však nemá smysl)
Teorie 25°C; 20% RH 62
Adsorbent tuhý 1305; kapalný 280 kWh/m3 pitné
Peru: truck tanker 38,- Kč; government supply 50,-; supermarket 2,5 Kč/litr

Odpovědět

Destilovaná voda

Dan Černohorský,2017-04-25 09:09:49

Jenže...
Výsledkem této "destilace", stejně jako jakékoliv jiné, je opět jen destilovaná voda! A ta se pít nedá. A to je taky problém, který podobná zařízení odsouvá z možností "kapesního vodovodu".

Odpovědět


Re: Destilovaná voda

Josef Hrncirik,2017-04-25 09:14:28

Není problém přidat řekněme 10-100 mg minerálů/l vody, či si dát minerální granuli.

Odpovědět


Re: Re: Destilovaná voda

Dan Černohorský,2017-04-25 09:23:48

Nemyslím si, že v malém balení je možné dodat veškeré minerály, soli a další látky dělající pitnou vodu pitnou vodou. Pro krátkodobé užití možná ano, ale pokud bude mít někdo "kapesní vodovod", tak se předpokládá dlouhodobé užívání a to půjde s tabletami dost těžko. Zdravotní rizika a změny v organismu by zřejmě spolehlivě nadělaly dost zombíků.

Odpovědět


Re: Re: Re: Destilovaná voda

Josef Hrncirik,2017-04-25 09:32:33

9 lékařů z 10 to doporučuje ředit Mattonim; 10. Šaraticí

Odpovědět


Re: Re: Re: Destilovaná voda

Dan Černohorský,2017-04-25 09:33:14

viz např. http://www.treoz.cz/ostatni/demivod.htm

Odpovědět

A kam se poděje ta energie

Jiří Šíma,2017-04-23 02:57:25

A kam se poděje ta tepelná energie skrytá v té páře, co se uvolní, když z ní které vzniknou 3 litry vody?

Odpovědět


Re: A kam se poděje ta energie

Josef Hrncirik,2017-04-23 08:35:32

V prototypu na obr. 1 je čelní boční stěna špehýrka, ev. tajný světelný doping.
3 další stěny polepené alobalem vrací záření do skleníčku 7,5 x 7,5x 4cm.
Slunce svítí na střešní pařeniště (= skleněná deska transparence 0,92 neuvedené tl.
s tajně tlustou vzduchovou mezerou a pod ní je Cu deska tajné tl.,
(nejspíše však 1,7 mm jako v experimentech pro jistotu prováděných ve vakuové komoře kvůli ztrátám tepla a rychlejší difúzi či přímo fuku vodní páry)
postříkaná grafitem (zn. MIRACLE POWER PRODUCTS COMP. Ltd.) .
Tentokrát pro MOF nepoužili jako lože 4 mm tl. Cu pěnu neznámé porozity s póry 0,01´´
(se zabudovanými 0,6 um velkými částicemi MOF při optimální porozitě cca 0,5; kvůli pomalé difuzi vody ve vzduchu).
Nebohý MOF byl slisován ve vrstvě neznámé tl. a porozity a hmotnosti, avšak s termočlánky na površích i ve středu? (tl. či plochy?) (tj. asi nikoliv v Cu pěně)
a přivázán vlascem ke grafitované Cu desce (pověšen do průvanu vodních par hlavou dolů).
Pod vzduchovou mezerou hlavního skleníku ?cca 4 cm (tajný difúzní odpor se dá simulovat) je chladič s termočlánky a senzorem tepelného toku (= baterie termočlánků na protějších površích tenké kaptonové folie).
Senzor tepelného toku umožnuje simulovat, že ztráta tepla odpovídá
sklizenému, jinak neměřitelnému množství kondenzátu.
Aby tok tepla a snad kondenzace nebyly příliš chaotické,
chladič není ofukován větříkem ns střeše MIT, ale nekompromisně chlazen termoelekticky příšerou, jejíhož konce nelze dohlédnout; kterou teprve ofukuje větřík ventilátoru.
Při hledání, kde kondenzuje voda, se mi zrosilo čelo.
Asi někde kdekoliv na Cu, hlavně že máme tepelný tok a produkujeme entropii.
Mofík nemohl být nasycen v noci vodní parou v Halabu, kvůli nepříznivě horké frontě a tak byl sice nouzově, ale vydatně napojen mlhami nad MIT.
Sorpční teplo je jen o 20% větší než výparné.
Samovolné přenosy tepla jsou prý 5-10 W/m2.K; při ofoukávání 100 i více.
Vše se dá SIMULOVAT.

Odpovědět


Re: Re: A kam se poděje ta energie

Josef Hrncirik,2017-04-23 11:29:45

Zpocené dveře od chléva jsou červené, jak vidno zříti špehýrkou.
Možná je to dokonce přímo onen senzor tepelného toku, červený, aby byl nápadný.
Na něm vlivem tepelného toku do Peltiera kondenzuje voda.
Tepelný tok senzorem vyvolá v baterii termočlánků napěťový signál (úměrný sklizni vody (a parazitnímu tep. toku)).
Aby to nekondenzovalo i na bocích a nezdálo se toho méně, je to z boku izolováno proužky pěnového PS přilepených kaptonovou izolepou.
Teplou stranu Peltiera chladí heatpipe vedoucí do nekonečného chladiče, zboku nenápadně ofu kovaného.

Odpovědět

Trocha počtů

Ladislav Žahour,2017-04-20 22:14:30

1 metr kubický při sto procentní relativní a 25 stupních celsia vlhkosti obsahuje cca 23 gramů vody. To znamená, že v uvažovaném případě cca 5 gramů na kubický metr . Při stoprocentní účinnosti potřebuje prohnat zařízením 200 kubických metrů vzduchu o teplotě 25 stupňů a relativní vlhkosti 20-25 procent.

Odpovědět


Re: Trocha počtů

Marek Fucila,2017-04-21 01:16:16

To zrejme nebude problém. Námatkovo vygooglený 8,4W kúpeľňový ventilátor má prietok 90m3 za hodinu a taký 10W solárny panel má pár desiatok centimetrov. Keby teda nefúkalo...

Odpovědět


Re: Re: Trocha počtů

Ladislav Žahour,2017-04-21 06:22:12

Jenže ten ventilátor tlačí do roury tady přepokladám protlačuje nějakou mikrostrukturou.

Odpovědět


Re: Re: Trocha počtů

Josef Hrncirik,2017-04-21 06:38:35

Akorát, že koupelňák fuká do volného prostoru a žere 8,4 W.
Protože transporty chtějí provádět jen dobrovolně, pasivně difúzí (nemaj ani na 8,4 W),
říkají že optimální je mikroporozita MFO 0,5 a tloušťka tohoto "papíru či střepu či ucpávky" cca 1 mm.
Jinak prý adsorpce či desorpce nestíhají.
Určitě zapuzují např. 1 mm štěrbinu, kterou by to neofukovali, ale proudilo by to v noci divoce? pouštním průvanem, ev. by otevřeli těsnící dekly a mocně to zježili.
Stejně Ti simulanti vše nasimulovali maximálně z idealizované rovnováhy, či kousku dynamiky spíše jen sorpce do hladem zmučeného MOF.
Navíc potřebují pracovat stále v okolí RH 20%, jinak to pochopitelně významně nesorbuje.
Proto musí být tok vzduchu min. 5-10 větší než obpovídá bilanci mezi vzduchem 20 a 0% RH.
Děje by se měly blížit vratnému provedení s diferenciálními hnacími silami, aby nedoplatili na termodynamiku, ale pak doplatí na kinetiku.

Odpovědět


Re: Re: Re: Trocha počtů

Pavel Nedbal,2017-04-21 13:14:03

Nebyl by jednodušší Peltier, kterého horká strana by se ochlazovala heat-pipe chladičem, studená strana by kondenzovala vlhkost, a pro vylepšení by se ochlazený odvlhčený vzduch vedl ještě výměníkem, který by předchlazoval vzduch k Peltieru přicházející? A všechny povrchy, které přicházejí do styku s kondenzující vlhkostí z mědi (n. lépe postříbřené mědi), aby se desinfikovalo. A poháněno solárním panelem, samozřejmě.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Trocha počtů

Josef Hrncirik,2017-04-21 14:32:52

Peltier má menší účinnost než kompresorová a možná i absorbční chladnička.
Navíc elektřinu na MIT neznají.
Vymrazovací cykly by teoreticky mohly být vratné.
Prakticky se prý vyplácí při RH spíše nad 50%.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Trocha počtů

Josef Hrncirik,2017-05-05 16:19:34

Peltier prý má cca jen 1/7 účinnosti Carnotova cyklu.

Odpovědět

Divný

Josef Šoltes,2017-04-20 21:56:35

Jsem to jenom já, nebo to zařízení vypadá jako obrácený chladič na procesor s heatpipe trubicemi a trochou balastu okolo?

Odpovědět


Re: Divný

Josef Hrncirik,2017-04-21 06:44:49

Ale nasimulovali si stlačené MOF na porozitu cca 0,5 v Cu pěně.
Vršek pěnovky je grafitován, aby to bylo černočerné a do tohoto směru nepropustné.
Velkoruský Putin tam podstrčil obrázek skleníčku.
Měli to ale na střeše MIT a úspěšně se jim to orosilo.

Odpovědět

Sucho

Radek Secka,2017-04-20 11:26:37

A kdyz se bude vysuvat vzduch na polopousti .. bude z ni les prislusneho klimatu, nebo poust? :D

Odpovědět

Warkawater tower

Exa Malina,2017-04-20 05:54:13

Zdravím, nevíte někdo více informací o warkawater towers. Vypadá to technologicky jednodušše a levně a prý to dokáže dostat ze vzduchu až 100 litrů vody za den. Nevím ovšem při jaké vlhkosti vzduchu.

Odpovědět


Re: Warkawater tower

Josef Hrncirik,2017-04-20 06:54:14

Konečně záchranný příklad pro repetenty.
Snáší vodu na líchy a nic za to nechce.
Creatuje 1 galon / Boží den při pokojové pouštní teplotě 90F a 20% RH.
Nevyžaduje však čistá ruka 14,4 W na hřídeli vratného stroje,
ale min. 151 W tepelného toku do desorpční jednotky
a min. 151 W tepelného toku ze sorpční jednotky
a pochopitelně Tepelnou Smrt Všeho Míra.

Odpovědět


Re: Re: Warkawater tower

Josef Hrncirik,2017-04-20 07:00:03

Žíznič si pohodovými 30 W může za den klikou napumpovat z fata morgana 2 galony vody.
Jak to dělá ťava či dromedár?

Odpovědět


Re: Re: Re: Warkawater tower

Josef Hrncirik,2017-04-20 09:52:33

Nejlepší MOF-801 sušenky mají energetickou hodnotu 5,9 MJ/kg

Odpovědět


Fake pod obr.4 "Jejich nové zařízení obsahuje asi 1 kg "prachů"...".

Josef Hrncirik,2017-04-20 10:25:32

Jak si je možno přečíst na proruském Sci-hub otevřením 10.1126/science.aam8743
na s.3 v řádku na úrovni References
je tam pouze 1,34 g MOF-801

Odpovědět


Ars (Science) longa, vita brevis, occasio praeceps, experimentum periculosum, iudicium difficile, ergo simulation.

Josef Hrncirik,2017-04-20 14:07:47

Osel píše o MOF z 2014 s kys. adipovou.
Science v abstraktu: MOF-801 je s kys. fumarovou
dále však na s. 2 ve 2. odstavci ve vzorci MOF-801 mají kyselinu šťavelovou
(je však možné, že nenašli vzorec fumarové).
V metodě přípravy v supplements v S1 se ale píše o použití 0,62 mol kys. fumarové a 700 ml (15 mol) kys. mravenčí (formic nikoliv fumaric).
Čtou to alespoň placení recenzenti?

Odpovědět


Re: Re: Warkawater tower

Florian Stanislav,2017-04-20 19:36:23

Se 300 W výkonu za 12 hodin máme 12,9 MJ energie, která stačí na destilaci (jakékoli špatné a tudíž dostupné) 5,7 litru vody ( měr.skup.teplo výparné vody je 2,26 MJ/kg).

Odpovědět


Re: Re: Re: Warkawater tower

Jiří Novák,2017-04-21 21:54:57

Myslím, že nešlo o to, udělat pitnou vodu ze znečištěné. To by ve většině případů zvládl každý malý táborník a napadly by ho minimálně 2-3 způsoby, jak to provést. Tady šlo IMHO spíš o to sehnat vodu i v lokalitách, kde není vůbec žádná.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Warkawater tower

Florian Stanislav,2017-04-23 09:47:17

Asi ano, jde o to jak získat vodu v poušti. Pro přežití stačí prohnutá fóĺie a malá nádobka, do které se dole kondenzují kapičky vlhkosti z půdy (písku) ráno po východu slunce. Mají to sebou i vojáci - výsadky do suchých oblastí.

Odpovědět


Re: Re: Warkawater tower

Josef Hrncirik,2017-04-23 13:42:12

V 10.1021/ja500330a se dá najít příprava a složení MOF i sorpční a desorpční izotermy.
Některé MOF nad RH 0,3 vykazovaly značnou hysterezi a pokles kapacity opakovanými cykly.
To prý není případ mofíka 801.
Tam možná hrozí, že hlavně v kontaktu s Cu fumarovka naoxiduje a vyšumí.
Někteří mofíci měli zabudovánu též kyselinu mravenčí, též snadno oxidovatelnou.
Ve vzorečku MOF nemá být pochopitelně jejich vlastně šťavelka (-COO) tj. (-COO(-)) či _COO;
ale obecný anion asi(_Ŕ_COO) či -ŔCOO.
Hystereze snižuje účinnost cyklů a tím upíjí ze sklizně vody.
Při kondenzaci a desorpci v nánopórech vznikají obrovské kapilární síly, které mohou velmi snadno snižovat pórovitost volně ložených částic, optimalizovaných velikostí 0,6 um vší silou zabudovaných do Cu pěny k ideální pórovitosti cca 0,5 a výrazně tak zhoršovat při prvních cyklech optimalizovanou kinetiku hlavně u pomalé sorpce brzděním transportu páry póry se vzduchem.
Najde se tam i izosterické adsorpční teplo cca 60 kJ/mol vody.
Čistá ruka zůstává čistá, ale tepelné toky pak budou nejméně 201 W.

Odpovědět

riasy

Martin Smatana,2017-04-19 20:37:24

Všade, kde je teplo, svetlo a vlhko, sa skôr či neskôr objavia riasy - vláknité aj jednobunkové. Nehrozí, že toto zariadenie po určitom čase úplne zarastú a znefunkčnia? Riešením by možno bolo umiestniť kondenzačnú dosku do trvalej tmy, ak tma nebude mať nežiadúci vplyv na prevádzku.

Odpovědět


Re: riasy

Peter M1,2017-04-19 20:49:44

riasy, neriasy, to sa dá určitým spôsobom sterilizovať.
Skôr by ma zaujímalo, ako to bude napríklad s prachom?

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace