Phát hiện này được nhóm nghiên cứu mô tả là một loại khung kim loại hữu cơ (MOF) được cải tiến có tên gọi CAU-10-H. Hệ thống có thể giúp cung cấp nước cho các vùng khô hạn xung quanh Địa Trung Hải và cải thiện các công nghệ làm mát tiết kiệm năng lượng.
Các nhà nghiên cứu cho biết vật liệu này có khả năng hấp thụ hơi ẩm từ không khí ngay cả ở độ ẩm thấp và giải phóng nó với ít nhiệt lượng, do đó rất phù hợp cho các chu kỳ thu gom nước lặp đi lặp lại.
Mạng lưới lỗ xốp liên kết với nhau ở cấp độ vi mô cho phép chúng giữ lại độ ẩm nhanh chóng, tương tự như cách một miếng bọt biển hút nước.
Vật liệu này hấp thụ nước từ không khí ở nhiệt độ phòng khi độ ẩm tương đối đạt ít nhất 18%. Sau đó, nó giải phóng lượng nước đã tích trữ khi được làm nóng đến khoảng 70°C (158°F).
Các nhà nghiên cứu cũng kết hợp MOF với cấu trúc carbon dẫn điện cho phép vật liệu được làm nóng hiệu quả bằng điện hoặc ánh sáng mặt trời, giúp giải phóng nước nhanh hơn và hoàn thành các chu kỳ hoạt động lặp đi lặp lại chỉ trong vài giờ.
Các thử nghiệm cho thấy, vật liệu tổng hợp này có thể hấp thụ tới 0,17g nước cho mỗi gam vật liệu. Trong điều kiện khô ráo, 1 kg vật liệu này có thể tạo ra tới 1,8 lít nước uống mỗi ngày.
“Điều này làm cho vật liệu này đặc biệt hấp dẫn để sản xuất nước uống, ngay cả ở những vùng khô hạn,” tác giả chính Lasse Wegner cho biết .
Ngoài khả năng sản xuất nước, các nhà nghiên cứu còn phát hiện ra rằng vật liệu này có thể cải thiện hệ thống làm mát. Trong các ứng dụng làm mát bằng hấp phụ, CAU-10-H mang lại hiệu suất làm mát cao gấp ba lần so với silica gel thông thường, một vật liệu hấp thụ độ ẩm được sử dụng phổ biến.
Nhóm nghiên cứu tin rằng các hệ thống làm mát trong tương lai có thể sử dụng nhiệt thải từ các cơ sở như trung tâm dữ liệu hoặc nhà máy bánh mì để cung cấp năng lượng cho quá trình này, giảm lượng năng lượng cần thiết cho điều hòa không khí.
Các nhà nghiên cứu cũng đã đạt được tiến bộ trong việc sản xuất vật liệu này với số lượng lớn hơn, một bước quan trọng hướng tới việc triển khai thương mại.
Dưới sự dẫn dắt của nhà nghiên cứu Kalle Mertin, nhóm nghiên cứu đã tăng sản lượng lên khoảng 66 pound (30 kg), gấp khoảng 60 lần so với các lô sản xuất trước đây trong phòng thí nghiệm. Họ cũng tiến hành phân tích kinh tế kỹ thuật cho thấy vật liệu này có thể được sản xuất với giá khoảng 12-14 đô la mỗi kg.
