写的AZoM2021年6月24日
一种冷凝器已被科学家开发苏黎世联邦理工学院对于面临水资源短缺的国家。这被认为是第一个零能量的解决方案，通过24小时的每天循环从空气中收集水。它的工作原理是基于一个自冷却表面和一个独特的辐射屏蔽。
苏黎世联邦理工学院大楼顶上的先导冷凝器。图片来源:苏黎世联邦理工学院/ Iwan Hächler。
在世界的几个地区，淡水往往是稀缺的，必须以巨额费用获得。虽然靠近海洋的社区可以近距离海水，但仍然需要大量的能量。
距离海岸远远不远，左侧的唯一选项是通过冷却冷凝大气湿度，使用类似地需要高能量输入的过程或利用在白天和夜间之间使用温度摆动的“被动”技术。借助露水箔等现有被动技术，可以仅在晚上提取水。
这是因为太阳在白天加热箔，这使凝结不可行。
自我冷却和防辐射
从Eth苏黎世的第一次开发了一种技术，帮助他们在24小时内收获水，两天晚上，也需要没有能量输入，即使在炎热的阳光下。新装置包括特殊涂层的玻璃窗格，倾向于反射太阳辐射，并且还通过大气辐射其热量到外太空。
因此，它可以将自身温度降低到比环境温度低15°C。在玻璃的底部，空气中的水蒸气凝结成水。这一过程类似于冬天隔热性能差的窗户上所注意到的情况。
研究人员涂有专门设计的银和聚合物层的玻璃。这种独特的涂布技术使窗格能够将特定波长窗口的红外辐射放电到外部空间，而不通过空气的任何吸收，也没有反射回窗格。
该装置的另一个关键部件是一个创新的锥形辐射屏蔽装置。热辐射大部分来自空气，从而保护玻璃免受太阳辐射，同时使设备能够以完全被动的方式向外辐射上述热量，从而自我冷却。
接近理论最优
在苏黎世ETH建筑的屋顶上进行的新设备测试表明，与现有最好的无源技术(使用箔片)相比，新技术每天在每个区域产生的水量至少是前者的两倍:在真实环境下，这个直径为10厘米的小型试点系统每天提供4.6毫升的水。
具有巨大窗格的更大器件将能够相应地产生更多的水。研究人员能够证明，在完美的条件下，它们可以在每小时基于每平方米的窗格表面产生高达0.53米的含水。
这与每小时0.6厘米的理论最大值接近，这是不可能的．
Iwan Hächler，苏黎世联邦理工学院博士生
Hächler是Dimos PoulikakoS集团的博士生，他们正在担任Eth苏黎世的热力学教授。
一般来说，其他技术需要从表面净化凝结水，这就需要能源。如果没有这一步，相当大一部分的凝结水会附着在表面上，当阻碍额外的凝结时就失效了。
Eth苏黎世的科学家们已经利用了一种创新的超疏水（极其防水）涂层在窗格的水冷凝器中的底部底部。这使得冷凝水珠弯曲并以其自身的方式跳跃或跑掉窗格。
与其他技术相比，我们可以在没有任何额外的能量的情况下实际运作，这是一个关键优势．
Iwan Hächler，苏黎世联邦理工学院博士生
科学家们的目标是为面临水资源短缺的国家，特别是新兴国家和发展中国家设计一种技术。目前，他们表示，其他研究人员有机会进一步开发这项技术，或将其与其他技术(如海水淡化)结合，以提高产量。
相比之下，镀膜玻璃的生产比较简单，而且建造比现有试点系统更大的水冷凝器必须是可能的。就像太阳能电池是由不同的组件紧密相连一样，许多水冷凝器甚至可以并排放置，形成一个大规模的系统。
期刊参考：
赫克勒，我，等．(2021)利用辐射冷却从大气中连续24小时收集水。欧洲杯线上买球科学的进步．doi.org/10.1126/sciadv.abf3978．
来源:https://ethz.ch/en.html