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技術:太陽エネルギーを用いて大気から飲料水を得る世界的な潜在能力

Nature 598, 7882 doi: 10.1038/s41586-021-03900-w

安全に管理された飲料水(SMDW)の利用は依然として世界的な課題であり、22億人の人々に影響を及ぼしている。連続サイクルの太陽駆動型大気水採取(AWH)装置は、大気からの水の分散的な抽出を可能にすることで進展を加速させる可能性があるが、比収量(SY)と日中の相対湿度(RH)が低いため、それらの性能(1日当たりの水生産量)に疑問が投げ掛けられている。しかし我々の知る限り、SMDWなしに生活している人々が3分の2に上る熱帯地域では条件が有利であるにもかかわらず、AWHの世界的な潜在能力をマッピングした分析はない。今回我々は、AWHによって10億人の人々がSMDWを得られる可能性があることを示す。今回の評価では、Google Earth Engineを用い、30~90%RHでSYプロファイルがキロワット時当たり0.2~2.5リットルという仮想的な1 m2の装置(2 m2の装置の場合はキロワット時当たり0.1~1.25リットル)を導入した。そうした装置は、1人当たり1日5リットルという飲料水の1日の平均必要量を満たすことができる可能性がある。既存の装置と新しい種類の吸着剤について潜在的効果をプロットしたところ、継続的な技術開発によってこうした目標が達成される可能性があり、十分に熱力学的限界の範囲内にあることが示唆された。実際、こうした性能目標は、吸着剤材料の実証実験で達成されている。今回のツールは、持続可能な開発目標(SDGs)を達成するための既存の技術を用いた現在進行中の取り組みと並んで、世界的な影響を最大にする大気水採取装置に関する設計トレードオフに情報を与えることができる。

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