Sourceハイドロパネルは冷却装置なしで空気から飲料水を凝縮した

世界で推定22億人が安全な飲料水を欠いており、川をせき止めて何百マイルもポンプで送るという標準的な答えは、彼らに届くことがない。アリゾナ州立大学の材料科学教授で、MITで金属薄膜の博士号を取得したコーディ・フリーゼンは、自由に入手できる資源と再生可能エネルギーだけを使って、必要な場所で水を作りたいと考えた。2014年までに彼はASUの研究室で動作する試作品を完成させ、テンピの元ボルボ販売店でZero Mass Waterを創業した。

Sourceハイドロパネルは厚みのあるソーラーパネルのように見える。8フィート×4フィート、約300ポンドだ。ソーラーファンが空気を内部に引き込み、そこで水蒸気が、水を選択的に引き寄せるようナノスケールで設計された吸湿性材料に吸着する。次に太陽熱が蒸気圧を高め、内部の露点が周囲温度を超えるまでにする。これは「受動凝縮」であり、乾燥した空気中でも冷却を必要としない。水は30リットルのタンクに溜まり、オゾンで処理され、カルシウムとマグネシウムのカートリッジを通る。センサーがデータをネットワーク運用センターに送信し、ほとんどの問題を遠隔で解決する。

各パネルは1日最大5リットルの飲料水を生産し、パネルは困難な事例で実力を証明してきた。フリーゼンのアリゾナの屋根の2枚は、年間110日にも及ぶ華氏3桁の暑さの中で、4人家族と犬2匹に水を供給する。ケニアのサンブル女子財団の40枚のパネル配列は、水を汲むための毎日2マイルの徒歩——男たち、ハイエナの足跡、コレラに汚染された川のそばを通る——を終わらせた。パネルはシリアの難民キャンプやハリケーン・マリア後のプエルトリコにも設置され、合計37か国に広がり、6,500万ドルのベンチャー資金に支えられた。

凝縮器を逆転させる。太陽熱が蒸気の露点を周囲温度より上げるため、純粋な水が受動的に凝縮する。冷凍も、送電網も、配管も不要だ。

従来の大気水生成装置は凝縮器を周囲温度より下に冷やす。これはオフグリッドでは電力を大量に消費する。フリーゼンは代わりに、取り込んだ太陽熱を使って蒸気の露点を上げた。

ナノスケールで設計された乾燥剤は水分子を選択的に引き寄せるため、汚染された空気でも高純度の水が得られる。

水をパネル化することで、太陽光発電のような家電になった。設置し、太陽に向け、遠隔で監視する。配管も、送電網も、掘削井戸も不要だ。

遠隔監視により分散した設備群が実用的になった。ほとんどの故障は無線で修正され、物理的な保守のためだけに地元パートナーが派遣される。

その周りで工学するのではなく、物理のある段階を攻める。露点を上げることは、砂漠のオフグリッド水のために冷却装置を造るより優れていた。

2020年4月までにZero Mass Waterは6,500万ドルを調達し、ジャングルから砂漠まで、病院、学校、ホテル、難民キャンプ、災害地の37か国にパネルを設置した。未解決の問題はコストだった。1枚2,500ドル、2枚設置で最大6,500ドルであり、ほとんどの配列は政府、財団、NGOによって資金提供され、同社は住宅用太陽光と統合するために半分のサイズのユニットを投入した。フリーゼンはその軌道を太陽光発電のそれになぞらえ、数十年分のコストと性能の向上を5年に圧縮した。極寒の気候は依然として手の届かないところだった。