水資源不足の解決に期待されている大気中から飲料水　電力不要の画期的装置を開発！

温暖化で日本では今までになく前線の活発化と台風の大型化で大雨や洪水に悩まされている。しかし全世界的に見れば温暖化による水資源不足が深刻さを増している。

世界的に眺めてみると意外に使える水の資源量は多くない。砂漠は地球上の面積の6分の1を占め、世界最大のサハラ砂漠は大西洋から紅海までの5000キロメートルにも及ぶ。モンゴルには東西約1600km、南北約970km、総面積は約130万km2のゴビ砂漠が広がり、乾燥する日が続くと黄砂が日本まで飛んでくる。砂漠地帯では水の確保ができることが生活に直結してくる。そんな問題を解決すべく、スイスのチューリッヒ工科大学が24時間いつでも空気中から水を集められる装置を開発した。



結露を効果的に利用した電力不要の受動的システムで、炎天下でも稼働でき、装置の製造や大型化も比較的簡単だという。きれいな水の獲得に悩む地域において、水不足解消につながると期待される。研究結果は、2021年6月23日付けの『Science Advances』に掲載されている。

大気中に水は分子のカタチで存在している。これまでも大気中から水を取り出し液体に変える装置は存在している。
日本ではすでに電気を使用し大気中から飲料水をつくる装置は実用化されている。構造はとてもシンプルで

しかしこの方法は電力を安定供給できる場所でなければ使用するのが難しい。

そこで同大学の研究チームは、電力不要で24時間稼働できる空気から飲料水を取り出す装置を世界で初めて開発した。
この装置の中枢部は、特殊なポリマーとシルバーでコーティングを施したガラス板で作られており、太陽光を反射するとともに、内部の熱を外部に放出する仕組みになっている。
さらにこれらのガラス板は円錐形の放射シールドに収められ、排出した熱がガラス板に戻ることを防ぎ、太陽光からの熱も遮断する仕組みになっている。
その結果、装置は周囲より15度低い温度まで冷却することができ、大気中の水分を結露させ液体に変える。また、ガラス板の下部には撥水性コーディングが施され、水が効率よく収集できるようになっているという。
実際の太陽光を使い、直径10cmのガラス板でできたプロトタイプで実験したところ、理想条件では理論限界に近い1時間当たり53mL/m2の水を集められることを実証した。



論文の著者のひとりである同大学のイワン・ヘクラー氏は「理論上の最大値である60mL/m2に近く、この数値を超えることは不可能です」と語った。また、構造がシンプルであることから、近い将来このような装置をいくつか連結し、農業に利用されることになるだろうと見解を述べている。
国連ミレニアム開発目標2015報告書によると、2015年時点で推定6億6300万人が安全な水を手に入れられない環境にいるという。汚れた水や病原菌に汚染された水を飲まなければならず、多くの子どもたちが命を落としている現実がある。砂漠地帯に多く設置され水問題が解決されることを願っている。

参考
大気中から飲料水を、電力不要で作り出す画期的な装置を開発。水資源不足の解決に期待
https://news.yahoo.co.jp/articles/4ef237a6b9877c88fec1824ce9649b8d817098dd
大気から飲料水を作る――電力不要で24時間稼働できる集水装置を開発
https://engineer.fabcross.jp/archeive/210713_harvesting-drinking-water.html
Harvesting drinking water from humidity around the clock
https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2021/06/harvesting-drinking-water-from-humidity.html
Exploiting radiative cooling for uninterrupted 24-hour water harvesting from the atmosphere
https://advances.sciencemag.org/content/7/26/eabf3978
空気から飲料水をつくる 泉せせらぎ
https://jtect.co.jp/business/energy-saving/izumi-seseragi.html
空気から水 をつくる最新技術「AWG」空気中の水分から飲料水ができる
https://www.sarastear.com/blog/b3084/
【災害に強くなる！】空気から飲料水を作るウォーターサーバーで水不足を解決したい！
https://camp-fire.jp/projects/view/212319
【ＴＯＴＯ】水と地球の、あしたのために。
https://jp.toto.com/greenchallenge/value/q02.htm
水の循環と水資源
https://www.mlit.go.jp/tochimizushigen/mizsei/junkan/index-4/11/11-1.html
【ＧＬＯＢＡＬ　ＮＯＴＥ】世界の水資源量 国別ランキング・推移
https://www.globalnote.jp/post-850.html
水資源に関する世界の現状世界の現状、日本の現状
https://www.mlit.go.jp/common/001020285.pdf
【サントリー】水大事典
https://www.suntory.co.jp/eco/teigen/jiten/world/02/