Вода из воздуха: чешское изобретение покорило EXPO в Дубае
Система S.A.W.E.R. стала самой востребованной достопримечательностью чешской экспозиции на всемирной выставке EXPO 2020 в Дубае, которая из-за коронавируса проводилась в 2021-2022 годах. Чешский проект привлек много внимания тем, что умеет извлекать воду даже из крайне сухого воздуха пустыни, за что и получил награду за лучшую инновацию.
В конкурсе с несколькими тысячами экспонатов из двухсот стран мира проект S.A.W.E.R. (аббревиатура: Solar Air Water Earth Resources) получил награду от премьер-министра ОАЭ, Мохаммеда ибн Рашид Аль Мактума за лучшую инновацию, представленную на EXPO.
История S.A.W.E.R. началась на предыдущей выставке EXPO в Милане, где чехи представили специальную сетку, способную отделять молекулы воды от различных сред.
Я все думал о том, можно ли её использовать для извлечения воды из воздуха и создания устройства для орошения почвы.
Йиржи Франтишек Потужник, генеральный комиссар миланской экспозиции, завоевавшей бронзовую медаль
Когда он выступил со своей идеей перед группой ученых из Университетского центра энергоэффективных зданий (UCEEB) Чешского технического университета, они посмотрели на него как на сумасшедшего. Конечно, можно производить воду из воздуха. Такая технология существует. Но это очень энергоёмко для сухой пустыни. Потужнику просто пытались объяснить, что так, как он себе это представляет, на практике не получится реализовать. И с этим они разошлись.
Оазис в пустыне
Через несколько дней ему позвонил неформальный лидер команды Томаш Матушка и сказал, что коллега пытался рассчитать использование системы, отличной от той, которую предлагал Потужник. И похоже, что это может сработать. Слово за слово, и было достигнуто соглашение, что устройство будет создано для EXPO в Дубае. Ученые приступили к работе.
Свою идею они впервые представили на Международной машиностроительной выставке в Брно (2017 г.), где проект S.A.W.E.R вызвал внимание и интерес, которые со временем только набирали обороты.
Причем речь шла не только о получении воды, но и об ее использовании. Устройство должно было производить воду, похожую на дождевую. Чтобы использовать ее для питья, сначала придется обогатить её в специальном блоке определенными минералами. Для полива растений вода снова обрабатывается в фотобиореакторе, где её обогащают питательными веществами в виде микроводорослей.
Затем вода подаётся через шланги прямо к корням растений в ночное время. Этим получается предотвратить испарение. Таким образом, воду можно использовать гораздо более эффективно и интенсивно для роста растений. Благодаря этому и другим шагам можно постепенно превратить сухой песок пустыни в плодородную почву, полную питательных веществ. Более того, это можно сделать в месте, где нет никакой инфраструктуры: дорог, электричества, телефонной связи... Словом, на песке посреди пустыни.
Чтобы система в целом работала оптимально, с Томашем Матушкой сотрудничали Борживой Шоурек, Владимир Змрал и семь других ученых из UCEEB. Также над проектом работали коллеги из Института биологии Академии наук, которые ухаживали за садом на EXPO.
Адская жара на верблюжьей ферме
Чехи, работающие в ОАЭ, помогли с контактами, и благодаря чему получилось протестировать S.A.W.E.R. не только в чешской лаборатории, но и на верблюжьей ферме генерала Саифа Мубарака Фаделя Аль Мазруи. Чтобы уложиться в сроки разработки и тестирования системы, пришлось отправиться туда посреди жаркого лета. Температура в пустыне достигала 55 °С. Некоторые инструменты нагревались на солнце так, что их невозможно было взять в руки.
Учёным приходилось решать множество практических задач. С установкой системы, с её оптимальной настройкой, режимом зарядки, с разумной настройкой количества воды, которую она должна производить, с пылью, которая забивала солнечные батареи. Эти и другие моменты, повлиявшие на развитие S.A.W.E.R., прекрасно представлены в покадровом документальном фильме Карела Жалуда "Budiž voda". Ученым в конце концов все удалось, и они смогли вернуться домой.
Я никогда в жизни не был так измотан, как когда вернулся из пустыни. Физически и психически. Некоторое время у меня даже было недомогание.
Доцент Матушка
Другие исследователи наблюдали за работой устройства на верблюжьей ферме через интернет. После выявления проблем они снова приступили к работе над вариантом для EXPO.
Военные тоже заинтересовались этой системой, спросив у ученых, не разработают ли они ее уменьшенную версию. Ученые назвали его MAGDA и создали функциональный прототип. Они также разработали небольшую полевую бутылку, которая может производить нечто подобное с небольшим количеством воды. Однако она питается не от солнечной энергии, а от водородного элемента.
Интерес со стороны
На EXPO устройство производило от 800 до 1 300 литров воды в день, что не является проблемой в Дубае, поскольку там высокая влажность. Посреди жаркой пустыни будет выходить около 100 литров в день. Устройством серьезно заинтересовались четыре компании: из Чехии, ОАЭ, Малайзии и Саудовской Аравии. Частные лица также выступают в роли потенциальных инвесторов. Некоторые контракты уже подписаны, но сильного производителя пока нет.
Также нет контракта с компанией, которая имеет опыт и связи в местах, где S.A.W.E.R. могла бы лучше всего разместиться, и которая вывела бы оборудование на рынок.
Работа над "сейвером" стоила мне больше всего усилий из всех проектов, над которыми я когда-либо работал. Но оно того стоило. Не каждому ученому посчастливилось пройти сложный путь от идеи до работающего изобретения.
Доцент Матушка
