เกาหลีใต้พัฒนาระบบสร้างน้ำจากอากาศ ขนาดพกพาง่าย ประสิทธิภาพดีขึ้น

นักวิจัยจากสถาบันเครื่องจักรและวัสดุเกาหลี (KIMM) ประเทศเกาหลีใต้ ประสบความสำเร็จในการพัฒนาระบบเก็บเกี่ยวความชื้น (Moisture-Harvesting System) แบบพกพาที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถสร้างน้ำดื่มสะอาดจากความชื้นในอากาศได้ มีประโยชน์ในการนำไปใช้ในสถานการณ์ขาดแคลนน้ำ เช่น ปฏิบัติการทางการทหาร การตั้งแคมป์ หรือใช้ในพื้นที่ห่างไกลหรือบนภูเขา

การทำงานของระบบเก็บเกี่ยวความชื้นของ KIMM 

นักวิจัยเปิดเผยว่าระบบเก็บเกี่ยวความชื้นนี้ ใช้เทคโนโลยีไฮบริด โดยผสานหลักการควบแน่น และการดูดซับความชื้นเข้าด้วยกัน สามารถรวบรวมความชื้นได้ในปริมาณมาก แต่กลับใช้พลังงานน้อยลงกว่าระบบเก็บเกี่ยวความชื้นแบบเดิม ๆ มีวงจรการเก็บเกี่ยวความชื้นที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว โดยการทำงานเบื้องต้นคือระบบจะดูดซับความชื้น ก่อนปล่อยความชื้นออกมาเป็นไอ แล้วควบแน่นกลายเป็นน้ำ สุดท้ายจึงฆ่าเชื้อเพื่อให้น้ำดื่มสะอาด 

การฆ่าเชื้อแบคทีเรียเกิดขึ้นโดยการให้ความร้อน 80 องศาเซลเซียสบนครีบระบายความร้อน (Cooling Fins) ซึ่งเป็นส่วนที่ทำให้น้ำเกิดการควบแน่น รวมถึงกระบวนการกรองใช้ตัวกรองไดอะตอม (Diatom-Based Filter) คือกรองผ่านไดอะตอมไมต์ ซึ่งเป็นวัสดุธรรมชาติที่มีโครงสร้างเป็นรูพรุนสามารถดักจับอนุภาคและจุลินทรีย์ขนาดเล็กได้ 

แก้ไขข้อจำกัดของระบบเกี่ยวเกี่ยวความร้อนแบบเดิม

ระบบเก็บเกี่ยวความชื้นของ KIMM นี้ยังมีการแก้ไขข้อบกพร่องของระบบเก็บเกี่ยวความชื้นแบบก่อน ๆ ด้วย คือ ระบบเดิมมักจะทำงานโดยอาศัยคอมเพรสเซอร์ (อุปกรณ์เพิ่มความดันของก๊าซโดยการลดปริมาตร) คอนเดนเซอร์ (อุปกรณ์ทำให้ก๊าซควบแน่นเป็นของเหลว) และสารทำความเย็น ทำให้เกิดเสียงรบกวน น้ำหนักเยอะ และส่งมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ต่อมานักวิทยาศาสตร์พยายามแก้ไขข้อจำกัดดังกล่าวด้วยระบบที่ใช้โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก (อุปกรณ์แปลงความร้อนเป็นไฟฟ้าหรือแปลงไฟฟ้าเป็นความร้อน) แต่ก็ยังมีข้อจำกัดคือการแปลงความร้อนออกมาเป็นพลังงานไฟฟ้า ไม่มีประสิทธิภาพเท่าไหร่นัก จึงเก็บเกี่ยวความชื้นได้ไม่มาก 

แต่ระบบเก็บเกี่ยวความชื้นของ KIMM สามารถเก็บเกี่ยวความชื้นได้มากกว่าระบบที่ใช้เทอร์โมอิเล็กทริกแบบเดิมประมาณ 2 เท่า เนื่องจากนักวิจัยได้พัฒนาให้ใช้โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกแบบฟังก์ชันคู่ คือ ทำหน้าที่เป็นทั้งตัวดูดซับความชื้นและควบแน่น จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเก็บรวบรวมความชื้น นอกจากนี้ยังได้รวมโหมดดูดซับน้ำ การควบแน่น และการฆ่าเชื้อไว้ในโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกตัวเดียว จึงลดการใช้พลังงานลงอย่างมาก

ปัจจุบันระบบเก็บเกี่ยวความชื้นของ KIMM ได้รับใบรับรองการทดสอบและการตรวจสอบประสิทธิภาพในการเก็บเกี่ยวความชื้น และความปลอดภัยของน้ำที่ผลิตขึ้นแล้ว ทีมวิจัยได้นำระบบออกมาสร้างเป็นสินค้าต้นแบบหลากหลายขนาด เช่น ขนาดพกพาที่สามารถเก็บใส่กระเป๋าสะพายหลังได้ (Bag-Type water harvesters) ขนาดประมาณเครื่องกรองน้ำสำหรับตั้งโต๊ะ (Tabletop-type water harvesters) และขนาดสำหรับใช้หลายคนที่มีลักษณะเหมือนตู้กดน้ำ (Household water harvesters) นอกจากนี้ทีมวิจัยยังเปิดเผยว่ากำลังเตรียมเปิดตัวและนำไปใช้เชิงพาณิชย์ โดยเริ่มต้นที่ผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำหนัก 3 กิโลกรัม

ที่มาข้อมูล InterestingEngineering, Korea Institute of Machinery & Materials

ที่มารูปภาพ Korea Institute of Machinery & Materials