แปลและเรียบเรียง โดย มาริสา คุณธนวงศ์

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

อุปกรณ์ดักจับความชื้นจากอากาศและขับออกมาเป็นน้ำสะอาดทำขึ้นจากไฮโดรเจลราคาไม่แพง มีประสิทธิภาพจับความชื้นได้ดีแม้จากอากาศที่มีความชื้นต่ำ


อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถดึงน้ำจากอากาศบริสุทธิ์ได้เท่ากับน้ำหนักตัวเองแล้วขับน้ำออกมาเมื่อทำให้อุ่นด้วยแสงอาทิตย์ น้ำที่ได้จึงปลอดภัยพอที่จะใช้เป็นแหล่งน้ำในพื้นที่แห้งแล้งและห่างไกลได้ ผลงานนี้เป็นงานวิจัยใหม่จากทีม KAUST (King Abdullah University of Science and Technology) ประเทศซาอุดิอาราเบีย

ทั่วโลกมีน้ำอยู่ในอากาศเกือบ 13 ล้านล้านตัน ถือว่าเป็นแหล่งน้ำดื่มสำรองขนาดใหญ่ที่สะอาด ที่ผ่านมามีการทดลองใช้วัสดุและอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นหลายรูปแบบ แต่ยังไม่มีอุปกรณ์ใดมีประสิทธิภาพดีพอ รวมทั้งยังมีราคาแพงหรือมีการใช้งานที่ซับซ้อนเกินไป

ต้นแบบอุปกรณ์เก็บน้ำที่ทำใช้ในครัวเรือน

อย่างไรก็ตาม ต้นแบบที่คุณ Peng Wang จากศูนย์กลั่นน้ำทะเลและนำกลับมาใช้ใหม่ (Water Desalination and Reuse Center) มหาวิทยาลัย KAUST พัฒนาขึ้นมานั้น สามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้ในที่สุด หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว

คุณ Renyuan Li เทไฮโดรเจลลงในจานเลี้ยงเชื้อและปล่อยให้มันแข็งตัว เครดิต: KAUST

หัวใจของอุปกรณ์นี้คือ แคลเซียมคลอไรด์ ซึ่งเป็นเกลือปลอดสารพิษ มีความเสถียร ราคาถูก และมีศักยภาพในการเก็บเกี่ยวน้ำได้ดี แต่อย่างไรก็ตาม หลังจากที่เกลือดูดซับไอระเหยจากอากาศรอบๆแล้ว เกลือจะกลายเป็นของเหลว เป็นอุปสรรคสำคัญต่อการนำเกลือมาใช้ในการดึงน้ำจากอากาศ “เกลือสามารถละลายตัวเองได้ด้วยการดูดซับความชื้นจากอากาศ” คุณ Renyuan Li นักเรียนปริญญาเอกในทีมวิจัยกล่าว

อุปสรรค ที่ต้องก้าวข้าม

คุณ Li กล่าวว่า ระบบที่ใช้สารดูดซับที่เป็นของเหลวนั้นมีความซับซ้อนมาก เพื่อเอาชนะปัญหาดังกล่าว นักวิจัยได้รวมเกลือเข้ากับไฮโดรเจลซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่สามารถเก็บกักน้ำได้มากเพื่อช่วยให้เกลือไม่ละลาย เกลือจึงยังเป็นของแข็งและสามารถใช้งานต่อไปได้

นอกจากนี้ ทีมยังเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ด้วยการเติมท่อนาโนคาร์บอนเข้าไป 0.42 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก เนื่องจากท่อนาโนคาร์บอนมีสมบัตินำความร้อนที่ดีจึงช่วยให้ตัวกักเก็บน้ำสามารถเก็บน้ำได้มากขึ้นและปล่อยน้ำได้เร็วขึ้นเมื่อได้รับแสงแดด

ต้นแบบที่ทีมทำขึ้นมีขนาด 35 กรัม ประกอบไปด้วยท่อนาโนคาร์บอน ไฮโดรเจล และแคลเซียมคลอไรด์ เมื่อนำไปวางทิ้งไว้นอกอาคารข้ามคืนพบว่า ต้นแบบดังกล่าวสามารถกักเก็บน้ำได้ 37 กรัม จากอากาศที่มีความชื้นสัมพัทธ์ประมาณร้อยละ 60 และน้ำทั้งหมดนี้สามารถปล่อยสู่ถังเก็บน้ำภายหลังได้รับแสงอาทิตย์เป็นเวลาสองชั่วโมงครึ่ง

ต้นทุนต่ำ .. เพียงครึ่งเซนต์หรือประมาณ 16 สตางค์ต่อวัน

ข้อดีของอุปกรณ์ที่ทีมคิดค้นขึ้นนี้ คือ วัสดุที่ใช้มีราคาถูก ทีมวิจัยประเมินค่าใช้จ่ายจากแบบจำลองที่ดูดซับน้ำถึง 3 ลิตรต่อวันแล้วมีค่าใช้จ่ายเพียงครึ่งเซนต์ต่อวันหรือประมาณ 16 สตางค์*เท่านั้น ต้นทุนส่วนใหญ่มาจากการที่ต้องเปลี่ยนวัสดุไฮโดรเจลเป็นประจำนั่นเอง

อย่างไรก็ตาม คุณ Wang กล่าวว่า ยังต้องพัฒนาในส่วนของการปล่อยน้ำที่เก็บได้อย่างต่อเนื่อง จากเดิมทำได้เป็นชุดๆ (batches) เท่านั้น

*อัตราแลกเปลี่ยน 32.205 บาทต่อ 1 ดอลลาร์สหรัฐฯ ณ วันที่ 4 มกราคม 2562

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

  1. https://www.deingenieur.nl/artikel/salt-gel-absorbs-a-lot-of-water-from-the-air
  2. https://discovery.kaust.edu.sa/en/article/723/drinking-water-sucked-from-the-dusty-desert-air
  3. งานวิจัยฉบับเต็ม : Li, R., Shi, Y., Alsaedi, M., Wu, M., Shi, L. & Wang, P. Hybrid hydrogel with high water vapor harvesting capacity for deployable solar-driven atmospheric water generator. Environmental Science and Technology 52, 11367-11377 (2018).| article



Scroll Up