Nobelovac razvio tehnologiju koja zrak pretvara u vodu, evo kako funkcioniše

Tehnologija zasnovana na naučnom otkriću nagrađenom Nobelovom nagradom mogla bi promijeniti način na koji ljudi dolaze do pitke vode, posebno u područjima pogođenim sušama. Američki naučnik Omar M. Yaghi razvio je sistem koji iz atmosfere izvlači vlagu i pretvara je u vodu, čak i kada je zrak toliko suh da se čini gotovo nemogućim prikupiti bilo kakvu količinu vlage.

Uređaj koji razvija njegova kompanija Atoco može proizvesti do 1.000 litara vode dnevno, što bi, uz prosječnu potrošnju od dvije litre po osobi, bilo dovoljno za dnevne potrebe približno 500 ljudi. Ova tehnologija mogla bi biti posebno značajna za zajednice koje nemaju pristup pouzdanim izvorima pitke vode, jer za njen rad nisu neophodni bunari, vodovodne mreže ni klasični sistemi filtracije.

Ne mogu pronaći izvorAstronomi usmjerili teleskop u prazan dio svemira i otkrili neobičan signal

Svijet se suočava s ozbiljnom nestašicom vode

Razvoj ove tehnologije dolazi u vrijeme sve izraženije globalne krize vodosnabdijevanja. Ujedinjene nacije su u februaru upozorile da je svijet ušao u stanje koje su nazvale "globalnim vodnim bankrotom", zbog pretjeranog korištenja vodnih resursa, zagađenja i klimatskih promjena. Prema podacima navedenim u izvještaju, gotovo 75 posto svjetskog stanovništva živi u državama koje se suočavaju s nesigurnim ili izrazito nesigurnim pristupom vodi.

Istovremeno, oko četiri milijarde ljudi godišnje doživi ozbiljnu nestašicu vode tokom najmanje jednog mjeseca. U takvim okolnostima naučnici pokušavaju pronaći načine da pitku vodu osiguraju i na mjestima gdje nema dovoljno rijeka, jezera ili podzemnih izvora. Jedno od mogućih rješenja upravo je tehnologija koju razvija Yaghi.

Nobelova nagrada za otkriće koje može promijeniti svijet

Omar M. Yaghi dobio je Nobelovu nagradu za hemiju 2025. godine, zajedno sa Susumuom Kitagawom sa Univerziteta Kyoto u Japanu i Richardom Robsonom sa Univerziteta Melbourne u Australiji. Nagrada im je dodijeljena za razvoj metalno-organskih struktura, poznatih pod skraćenicom MOF. Riječ je o posebnim kristalnim materijalima koji imaju izuzetno poroznu unutrašnju strukturu, zahvaljujući kojoj mogu prikupljati i zadržavati različite molekule, uključujući vodenu paru.

Yaghi je još 1998. godine razvio jednu od prvih takvih struktura kombinovanjem metalnih oksida i organskih grupa. Njihova unutrašnjost sadrži ogroman broj mikroskopskih šupljina, zbog čega se mogu uporediti sa spužvom na molekularnom nivou. Prema podacima naučnog časopisa Nature, samo jedan gram ovakvog materijala može imati unutrašnju površinu veličine čitavog fudbalskog terena. Upravo takva struktura omogućava materijalu da prikuplja molekule iz okolnog zraka i zadržava ih unutar svojih pora. Iako je Nobelova nagrada dodijeljena tek 2025. godine, istraživanja ovih materijala traju decenijama.

Kako se iz gotovo potpuno suhog zraka dobija voda?

Princip rada tehnologije zasniva se na promjenama temperature tokom dana i noći. Tokom noći, kada temperatura opadne, metalno-organske strukture upijaju vodenu paru iz okolnog zraka i zadržavaju je u svojim mikroskopskim šupljinama. Kada tokom dana temperatura poraste, prikupljena vlaga oslobađa se iz materijala i može se kondenzovati u tečnu vodu.

Takav proces omogućava prikupljanje vode bez oslanjanja na tradicionalne izvore vodosnabdijevanja. Posebno je značajno što tehnologija može funkcionisati i u ekstremno suhim uslovima. Yaghi je u naučnom radu objavljenom 2020. godine u časopisu ACS Central Science objasnio da određene metalno-organske strukture mogu prikupljati vodu čak i kada relativna vlažnost zraka iznosi svega deset posto. To je manje od prosječne vlažnosti zraka u kalifornijskoj Dolini smrti tokom vrelih ljetnih dana.

Kako bi ispitao mogućnosti tehnologije u ekstremnim uslovima, Yaghi je prototip testirao upravo u Dolini smrti, jednom od najsušnijih i najtoplijih područja na svijetu. Prema navodima kompanije Atoco, dobijena voda može biti gotovo destilovanog kvaliteta.

Uređaj veličine transportnog kontejnera

Kako bi tehnologiju približio komercijalnoj primjeni, Yaghi je 2020. godine osnovao kompaniju Atoco, specijalizovanu za razvoj klimatskih tehnologija. Kompanija razvija prenosive uređaje koji koriste MOF materijale za prikupljanje atmosferske vlage. Jedna od planiranih verzija uređaja približno je veličine standardnog transportnog kontejnera dužine oko šest metara.

Takvi sistemi mogli bi biti postavljeni na različitim lokacijama, uključujući udaljene zajednice i područja u kojima nedostaje vodovodna infrastruktura. Prema ranije predstavljenim mogućnostima, jedan uređaj mogao bi proizvoditi do 1.000 litara vode dnevno. Poređenja radi, ako se računa dnevna potrošnja od dvije litre vode po osobi, takva količina dovoljna je za približno 500 ljudi. Ovakva proizvodnja posebno bi mogla biti korisna u pustinjskim područjima, ali i zajednicama kojima su tradicionalni izvori vode postali nedostupni zbog suše ili drugih okolnosti.

Od izbjegličkog naselja do Nobelove nagrade

Za Omara Yaghija problem nedostatka pitke vode nije samo predmet naučnog istraživanja. Odrastao je u izbjegličkoj zajednici u Jordanu, gdje njegova porodica nije imala pristup tekućoj vodi. U ranijim intervjuima govorio je o iskustvima iz djetinjstva koja su utjecala na njegovo razumijevanje problema nestašice vode.

Upravo je potreba da se ljudima omogući pristup ovom osnovnom resursu postala jedan od važnih pravaca njegovog naučnog rada. Nakon višedecenijskih istraživanja metalno-organskih struktura, Yaghi danas pokušava njihovu primjenu proširiti iz laboratorija na sisteme koji bi mogli pomagati zajednicama širom svijeta.

Tehnologija još nije dostupna svima

Uprkos rezultatima dosadašnjih istraživanja, uređaji koji proizvode vodu iz atmosferske vlage još se nalaze u relativno ranoj fazi komercijalnog razvoja. Proizvodnja metalno-organskih materijala i dalje je skupa, a povećanje kapaciteta proizvodnje predstavlja jedan od izazova za širu primjenu tehnologije.

Kompanija Atoco je u ranijim planovima najavila početak primanja narudžbi tokom 2026. godine, s posebnim fokusom na podatkovne centre smještene u područjima koja se suočavaju s nestašicom vode. Takvi centri koriste značajne količine vode za hlađenje svoje opreme, zbog čega predstavljaju potencijalne korisnike novih sistema.

Kompanija je u maju 2026. predstavila i prototip većeg kapaciteta, za koji navodi da može proizvesti do 4.000 litara vode dnevno. To je razvojni korak u odnosu na ranije opisani sistem kapaciteta 1.000 litara, ali ne znači da su uređaji već dostupni u širokoj komercijalnoj upotrebi. Za masovniju primjenu bit će potrebno smanjiti troškove proizvodnje i omogućiti veću dostupnost uređaja.

Yaghi, međutim, smatra da su naučni temelji već postavljeni i da je sljedeći korak proširenje primjene.

"Nauka je tu. Ono što nam sada treba jeste hrabrost da ova rješenja proširimo", poručio je tokom jednog od terenskih testiranja.

Njegova tehnologija pokazuje da se pitka voda može prikupljati čak i u uslovima veoma niske vlažnosti zraka, dok će njena buduća dostupnost zavisiti od mogućnosti povećanja proizvodnje i smanjenja troškova.