Bilde av GEs 3D-printede varmevekslere, som kan hjelpe til med å trekke til seg fuktighet i ørkenmiljøer (Bilde via GE Research).

Et forskerteam fra General Electrics jobber med additiv tilvirkning i prosjektet AIR2WATER,  som skal lage systemer for militæret for å lage vann fra luft. En vellykket oppfinnelse skal også kunne benyttes sivilt for å skaffe vann i ørkenstrøk.

Et team ledet av GE Research har fått en kontrakt på flere millioner dollar for å utvikle 3D-printede atmosfæriske vannsamlere for Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) sitt “Atmospheric Water Extraction” (AWE) -program. Prototypene, som vil bruke varmevekslingsprinsipper for å trekke vann fra luften, kan til slutt levere vann til kompanier på opptil 150 soldater, selv i et ørkenmiljø.

–I dag er logistikken og kostnadene forbundet med transport av vann svimlende, og i farlige krigssoneområder fører det til tap av liv, sier David Moore, hovedforsker og teknologileder for materialfysikk og kjemi ved GE Research. –Ved å lage en svært bærbar, kompakt enhet som effektivt trekker ut vann fra atmosfæren, kan vi redde liv og lette den logistiske og økonomiske byrden for våre væpnede styrker, avslutter han.

Vann fra luft til en enkelt soldat eller til et kompani
Oppdraget tar sikte på å redusere risikoen og utgiftene ved å få vann til amerikanske tropper stasjonert i tørre klima. For å redusere behovet for en vannforsyningskjede, investerer de i vannuttak direkte fra luften. Mens det er atmosfæriske vannfangere på markedet i dag, fungerer de på de samme prinsippene som avfukter i en standard klimaanlegg, noe som gjør dem store og ubrukelige i et tørt miljø. Dette prosjektet ser på mindre, lettere og mer effektiv atmosfærisk vannutvinning, med materialer som holder seg stabile over tusenvis av ekstraksjonssykli. Prosjektet har to spor: ekspedisjonær (som vil levere vann til en enkelt soldat) og stabilisering (som kan levere til opptil 150 personer).

Sorbenter tiltrekker seg vann på overflaten
AIR2WATER er et av fem lag som skal tildeles i den siste finansieringsrunden. Det fireårige $ 14,3 millioner dollar-prosjektet tar sikte på å utvikle en vannabsorberer som kan bæres av fire personer og levere vann til 150 personer. AIR2WATER-prosjektet har to hovedspor: å utvikle beleggmaterialer som kalles “sorbenter”, og å utvikle 3D-printede varmevekslere for å gjøre sorbentene mer effektive.

Sorbenter er uoppløselige materialer som brukes til å gjenvinne væsker uten å bli absorbert eller endret selv. Spesielt vil teamet se på adsorbenter eller sorberende materialer som samler opp vann på overflaten i stedet for å faktisk “ta dem inn” i selve materialet. Kjemiske ingeniører ved University of Berkeley og University of South Alabama vil i stor grad være ansvarlige for å finne det perfekte absorberende materialet.

3D-printer varmevekslere
Den andre delen av prosjektet, som i stor grad håndteres av 3D-printede eksperter på GE Research-teamet, vil utvikle en 3D-printet varmeveksler som kan overføre varme til det sorberende materialet. Varmeveksleren er viktig som en frigjøringsmekanisme for de sorberende materialene, fordi det ikke nytter å utvikle noe for å absorbere atmosfærisk vann hvis det ikke er noen måte å “kvitte seg med det” etterpå.

3D-printing er godt egnet for å lage varmevekslere, siden vekslerenes form må være ekstremt spesialisert for å lede varmen effektivt og godt. Faktisk har mindre team allerede utviklet 3D-printede atmosfæriske vannsamlere basert på prinsippene for varmeveksling. Men AIR2WATER-prototypen vil være den mest ambisiøse vannsamleren i sitt slag, og skal servere langt mer enn de 500 ml per dag man har sett i eldre modeller.

Kan skaffe vann til befolkninger
Endelig kan denne prototypen komme til å være utrolig nyttig på det sivile markedet. Omtrent 1,1 milliarder mennesker har begrenset tilgang til vann, med over dobbelt så mange som har det vanskelig å få tilgang til vann deler av året. Men foreløpig fokuserer teamet på produktets militære anvendelse.

Kilde: 3dPrint.com