A solar-driven atmospheric water extractor for off-grid freshwater generation and irrigation

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作者
Kaijie Yang,Tingting Pan,Nadia Ferhat,Alejandra Ibarra Felix,Rebekah E. Waller,Pei‐Ying Hong,Johannes S. Vrouwenvelder,Qiaoqiang Gan,Yu Han
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 6260-6260 被引量:34
标识
DOI:10.1038/s41467-024-50715-0
摘要

Abstract Solar-driven atmospheric water extraction (SAWE) is a sustainable technology for decentralized freshwater supply. However, most SAWE systems produce water intermittently due to the cyclic nature, with adoption hindered by complex design requirements or periodic manual operations. Herein, a fully passive SAWE system that can continuously produce freshwater under sunlight is presented. By optimizing the three-dimensional architecture to facilitate spontaneous mass transport and efficient energy utilization, this system can consistently produce 0.65 L m −2 h −1 of freshwater under 1-sun illumination at 90% relative humidity (RH) and functions in arid environments with an RH as low as 40%. We test the practical performance of a scaled-up system in Thuwal, Saudi Arabia over 35 days across two seasons. The system produces 2.0–3.0 L m −2 per day of freshwater during the summer and 1.0–2.8 L m −2 per day of freshwater during the fall, without requiring additional maintenance. Intriguingly, we demonstrate the system’s potential for off-grid irrigation by successfully growing cabbage plants using atmospheric water. This passive SAWE system, harnessing solar energy to continuously extract moisture from air for drinking and irrigation, offers a promising solution to address the intertwined challenges of energy, water, and food supply, particularly for remote and water-scarce regions.
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