2021年6月24日
科学家开发了一个冷凝器埃尔希希对于缺水不足的国家。这被认为是用于在每天24小时内从空中收获水的第一个零能量解决方案。它基于自冷表面和独特的辐射屏蔽。
在苏黎世建筑物的先行冷凝器。图像信用：eth苏黎世/iwanhächler。
在世界上的一些地区，淡水往往是稀缺的，必须付出巨大的代价来获取。虽然靠近海洋的社区可以淡化海水，但仍然需要大量的能源。
在离海岸很远的地方，唯一的选择就是通过冷却来降低大气湿度，要么使用同样需要高能量输入的过程，要么使用利用昼夜温差变化的“被动”技术。在现有的被动技术(如收集露珠的箔)的帮助下，只有在夜间才能提取水。
原因是因为太阳在白天在白天加热了箔，这使得凝结不可行。
自冷却和保护免受辐射
苏黎世联邦理工学院的科学家首次开发出一种技术，帮助他们在24小时内，不分昼夜地收集水，即使在烈日下也不需要能量输入。这种新装置包括一层特殊的镀膜玻璃，它既能反射太阳辐射，又能将其热量通过大气辐射到外太空。
因此，它在环境温度下冷却至15°C。在窗格的下侧，来自空气的水蒸气被凝聚在水中。该过程类似于冬季绝缘窗口上的不良窗口。
研究人员在玻璃表面涂上了专门设计的银和聚合物层。这种独特的涂层技术使玻璃能够以特定波长向外太空发射红外辐射，而不会被空气吸收，也不会反射回玻璃上。
该装置的一个更重要的元件是一种创新的锥形辐射屏蔽。热辐射大部分地从空气中偏转，从而保护窗格从进入的太阳辐射保护，同时使装置以完全被动的方式向外辐射上述热量并因此自冷。
接近理论最优
在苏黎世的ETH建筑屋顶上进行的新设备的测试表明，新技术可以每天每天至少产生两倍的水量，因为使用箔的最佳现有无源技术（）小型飞行系统，具有10厘米的窗格直径，在现实世界的条件下每日提供4.6毫升水。
带有巨大玻璃的更大的设备将能够相应地产生更多的水。研究人员证明，在完美的条件下，每平方米玻璃表面每小时可以产生高达0.53分升的水。
这接近理论最大值0.6分升每小时，这是物理上不可能超过的．
Iwanhächler，博士生，Eth苏黎世
Hächler是Dimos Poulikakos小组的博士生，现为苏黎世联邦理工学院热力学教授。
通常，其他技术需要从表面清洁冷凝水，这需要能量的表面清洁。在没有该步骤的情况下，相当大部分的冷凝水将粘附到表面上并在阻碍额外的冷凝时保持无用。
苏黎世联邦理工学院的科学家们在他们的水冷凝器的玻璃底部使用了一种创新的超疏水(极端拒水)涂层。这使凝结的水珠上升，并跳跃或跑出玻璃自己的意愿。
与其他技术相比，我们的技术不需要任何额外的能量就能正常工作，这是一个关键的优势．
Iwanhächler，博士生，Eth苏黎世
科学家们旨在为面临水资源稀缺的国家设计一种技术，特别是对于正在出现和发展的国家。目前，他们说其他研究人员有机会另外发展这种技术或与其他技术相容，如水脱盐，以提高它们的产量。
相比之下，涂层窗格的生产简单，并且必须可能构造比现有的试验系统更大的水冷凝器。就像太阳能电池如何包含彼此相邻的各种模块一样，许多水冷凝器甚至可以并排放置以制造大规模的系统。
期刊引用:
Haechler,我。等．（2021）利用从大气中收获的不间断的24小时水收获的辐射冷却。亚博老虎机网登录科学推进．doi.org/10.1126/sciadv.abf3978．
来源：https://ethz.ch/en.html.