Met tienduizend volt en een voorraad metaalgaas kun je de waterdamp, die uit koeltorens komt, efficiënt omzetten in drinkwater. Mooi meegenomen in tijden van watertekort, stellen MIT-onderzoekers Maher Damak en Kripa Varanasi.

Met hun start-up, genaamd Infinite Cooling, wonnen ze vorige maand de MIT Entrepreneurship Competition en sleepten zo $ 100.000 in de wacht.

Zo’n mistcollector is op zich niet nieuw. De dampdruppels vliegen tegen de draden en fuseren daar tot grotere druppels, die uiteindelijk zo zwaar worden dat ze losraken en omlaag vallen richting opvangbak.

Maar in Science Advances legden Damak en Varanasi vorige week uit dat je met metaalgaas zónder spanningsverschil nooit meer dan een paar procent van de damp kunt terugwinnen. Als een gasstroom een obstakel ontmoet, zoals een metaaldraad, krijg je immers een stromingsprofiel dat de dampdruppels meesleurt, zodat ze mét het gas in een fraai boogje om de draden heen vliegen. Het helpt als je die draden zo dun mogelijk maakt, maar dan wordt het gaas al snel te slap.

Vandaar het idee om onder die draden een puntvormige elektrode te monteren en een fors spanningsverschil aan te leggen tussen die twee. Rond de elektrode zullen dan moleculen uit de lucht worden geïoniseerd. De ionen gaan richting gaas, botsen onderweg met dampdruppels en worden daarin opgenomen. De aldus opgeladen druppels kunnen hun lading niet kwijt aan de omringende lucht en worden door het elektrische veld richting gaas getrokken. De kans dat ze ondanks de stroming dat gaas raken, wordt zo stukken groter.

De spanning ligt daarbij in de orde van 10 kV, en de publicatie rekent uitgebreid voor dat verhoging van die spanning op een gegeven moment niet meer helpt.

Het kost natuurlijk de nodige elektrische energie, maar het valt mee omdat tegenover de hoge spanning een zeer beperkte stroomsterkte staat. In een proefopzetje met een mistgenerator noteerden de auteurs een verbruik van 2 kWh per m³ gewonnen drinkwater, ongeveer de helft van wat zeewaterontzilting met omgekeerde-osmosemembranen kost.

Maar het opzetje gaat efficiënter werken naarmate de mist dichter wordt. In een koeltoren van een energiecentrale denken de auteurs te kunnen uitkomen op 0,2 kWh per m³. En dan wordt het echt interessant, zeker als je weet dat 39% van het zoetwaterverbruik in de VS wordt toegeschreven aan die koeltorens. Een deel van dat water kun je zo terugwinnen. Centrales die aan zee staan en zeewater gebruiken voor de koeling, veranderen zelfs in netto drinkwaterproducenten.

bron: MIT