メッシュが霧から水を捕らえて浄化します

Jan 01, 2024

チリ、アラウカニア地方、ロンキメイの霧の中に見えるアラウカリアの森の一部。 (クレジット: ゲッティイメージズ)

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特別にコーティングされた金属メッシュは霧から水を回収し、同時に汚染物質を除去できると研究者は報告している。

ペルー、ボリビア、チリなどの国では、霧の多い地域に住む人々が水滴を捕まえるために網を掛けるのは珍しいことではありません。 モロッコやオマーンも同様です。

水滴はメッシュを伝って滴り、集められ、飲料水、調理用水、洗濯用水として利用されます。 わずか数平方メートルの面積の霧よけネットを使用すると、毎日数百リットルもの水を採取できます。 雨や湧き水が少なくても霧がよく発生する地域にとって、これはありがたいことかもしれません。

ただし、この方法の重大な欠点の 1 つは、有害物質が水滴にも混入するため、大気汚染です。 世界の主要都市の多くでは、空気が非常に汚染されているため、霧から採取した水はそのままでは飲料や料理に使用できるほどきれいではありません。

チューリッヒ工科大学の研究者らは、霧から水を収集し、同時に浄化する方法を開発した。 これは、特別に選択されたポリマーと二酸化チタンの混合物でコーティングされた金属ワイヤーの緻密なメッシュ格子を使用します。 ポリマーにより、水滴がメッシュ上に効率的に集まり、風で飛ばされる前にできるだけ早く容器内に滴下します。 二酸化チタンは化学触媒として作用し、液滴に含まれる多くの有機汚染物質の分子を分解して無害化します。

「私たちのシステムは霧を収集するだけでなく、収集した水を処理することもできます。つまり、人口密集した都市中心部など、大気汚染のある地域でも使用できるのです」とリトウィック・ゴーシュ氏は説明します。 マインツにあるマックス・プランク高分子研究所の科学者であるゴーシュ氏は、チューリッヒ工科大学に長期滞在中にこのプロジェクトを実施しました。 そこで彼は、現在カリフォルニア大学バークレー校の教授であるトーマス・シュツィウスが率いるグループのメンバーでした。

このテクノロジーは一度インストールすると、メンテナンスをほとんどまたはまったく必要としません。 さらに、触媒を再生するために、少量だが定期的な UV 照射以外にエネルギーは必要ありません。 30分の太陽光は、光触媒メモリーとして知られる特性のおかげで、酸化チタンをさらに24時間再活性化するのに十分です。 UV による再活性化後、触媒は暗闇でも長期間活性を保ちます。 霧が発生しやすい地域では日光が当たる時間帯がまれなことが多いため、これは非常に便利な特性です。

新しいフォグコレクターは研究室とチューリッヒの小さなパイロットプラントでテストされました。 研究者らは、人工的に発生させた霧の中の水を8%収集し、そこに添加された有機化合物の94%を分解することに成功した。 追加された汚染物質の中には、非常に細かいディーゼル油滴や、ホルモン活性物質である化学ビスフェノール A が含まれていました。

この技術は、霧から飲料水を採取するだけでなく、冷却塔で使用される水を回収するためにも使用できます。 「冷却塔では、蒸気が大気中に逃げます。 私が住んでいる米国では、発電所を冷却するために大量の真水を使用しています」とシュツィウス氏は言います。 「この水を環境に戻したい場合に備えて、流出する前に水の一部を捕獲し、純粋であることを確認することは理にかなっています。」

この発見に関する研究は、『Nature Sustainability』誌に掲載されています。

出典: チューリッヒ工科大学

元の研究DOI: 10.1038/s41893-023-01159-9

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