Čeští vědci vymysleli, jak vyrobit vodu ze vzduchu. Mohou tak změnit poušť v oázu

Proměnit vyprahlou poušť v oázu – to umožní systém, který vyvinuli čeští vědci. Představí ho na Světové výstavě Expo 2020 v Dubaji. Technologie umožní třeba pěstovat rostliny v suchých a horkých podmínkách.

Proměnit suchou a horkou poušť v zelenou krajinu zní v tuto chvíli jako sen nebo pohádka. V praxi by k takové proměně bylo třeba velké množství vody. Ale kde takové množství vody v poušti vzít? Odpověď zní: pomocí Slunce ze vzduchu. Vzduch totiž i v poušti v sobě obsahuje vodní páru. Ale klimatické podmínky pouště neumožňují snadné získávání vody ze vzduchu použitím běžného chladiče, na kterém vodní pára při nízké teplotě zkondenzuje.

To lze realizovat v klimatických podmínkách Evropy, ale ne v neúrodné oblasti trpící nedostatkem vody. Zařízení, které dokáže proměnit suchou poušť v oázu prostřednictvím cíleného rozmnožování mikroorganismů, může působit trochu jako sci-fi. Ale výzkum a vývoj se z části o vědeckofantastický žánr opírají a poukazují tak na technologie budoucnosti.

Solar Air Water Energy Resource (S. A. W. E. R.) se skládá ze dvou systémů, jednoho na získávání vody z pouštního vzduchu a druhého pro kultivaci pouště v úrodnou půdu.

Voda je všude, jen ji získat

Systém na získávání vody ze vzduchu, na jehož vývoji se podílí Univerzitní centrum energeticky efektivních budov a Fakulta strojní ČVUT v Praze, je využíván jako dvojstupňový systém, ve kterém se v první fázi použije takzvaný desikant – materiál, který na svůj povrch váže vodní páru. Ten venkovnímu vzduchu odebere vodní obsah a zadrží ho na svém povrchu. Odvlhčený vzduch se odvede zpátky do venkovního prostředí.

Zároveň se do systému nasaje další venkovní vzduch se svým přirozeným obsahem vodní páry, který se nejdříve ohřeje na tak vysokou teplotu, aby bylo možné z povrchu desikantu vodní páru uvolnit a tím pouštní vzduch navlhčit.

Vzduch při zvýšené teplotě do sebe totiž může vázat větší množství vodní páry. Na chladič pak přichází výrazně vlhčí vzduch, než je venkovní vzduch z pouště. Díky tomu lze chladičem získat daleko více vody kondenzací ze vzduchu.

Zatímco běžným chladičem jde z pouštního vzduchu dostat v průměru 10 litrů za den, zařízení S.A.W.E.R. umí získat v průměru až 200 litrů za den – a to při srovnatelných průtocích upravovaného vzduchu.

Hlavním specifikem systému S.A.W.E.R. je ale autonomní provoz. Energetické potřeby systému jsou plně hrazeny ze sluneční energie (solární fototermické kolektory, fotovoltaické moduly, akumulace tepla a elektrické energie). Vedlejším produktem technologického systému je pak teplá voda pro sprchování a chladný vzduch pro klimatizaci budovy.

Cíl: zkultivovat poušť

Botanický ústav Akademie věd ČR vyvíjí systém pro kultivaci pouště, který využívá část získané vody pro speciální fotobioreaktor, umělé prostředí sloužící ke kultivaci mikrořas za účelem produkce polysacharidů a zadržení živin ve vodě.

Směs vody, řas a organicky navázaných živin se pak aplikuje formou zálivkového systému umístěného asi 20 centimetrů pod povrchem půdy. Kořeny rostlin získají vodu s živinami přímo ze zálivkového potrubí. Tím se výrazně omezí ztráty vody vypařováním, což je důležité hlavně v suchých oblastech s vysokou hladinou slunečního záření.

Zaléváním vodou s obsahem řas se do půdy dostávají jak živiny, které se mohou pomalu uvolňovat, tak další látky obsažené v řasách, jako jsou rostlinné hormony a organická hmota potřebná pro zdárný růst rostlin.

Před výsadbou rostlin se písčitá půda oživí mikroorganismy, které jsou prospěšné pro růst rostlin, pomáhají rostlině efektivněji získávat živiny a zvyšují zadržení vody v půdní vrstvě kolem kořenů. Tyto organismy, půdní symbiotické mykorhizní a endofytní houby fungující v kořenovém systému, ve spolupráci s dalšími půdními organismy oživí půdu tak, že se stává vhodnou pro pěstování i v tak extrémních podmínkách, které se nachází v poušti.