آرك Ahbstra: آلة بـ 150,000 جنيه إسترليني تستخرج 500 لتر من مياه الشرب يومياً من الهواء باستخدام بلورات MOF الحائزة على جائزة نوبل

كيف تعمل تقنية MOF داخل Ark

الإطارات المعدنية العضوية (MOFs) هي هياكل بلورية ذات مساحة سطح داخلية هائلة — يمكن أن تصل مساحة سطح الغرام الواحد إلى ما يعادل ملعب كرة قدم . يستخدم "مفاعل الجسيمات العالقة" الحاصل على براءة اختراع من Ahbstra تدفق الهواء لتعليق ملايين حبيبات MOF داخل أسطوانة دوارة، مما يضمن تفاعل كل سطح حبيبة مع الهواء المار . ترتبط جزيئات الماء بمسام MOF. بمجرد التشبع، يتم تسخين المادة بلطف إلى حوالي 60 درجة مئوية، مما يحرر بخار الماء المحتجز. يتم بعد ذلك تكثيف هذا البخار إلى سائل وتمريره عبر مرشحات تنقية . إطارات MOF نفسها قابلة لإعادة الاستخدام إلى ما لا نهاية، حيث تمتص وتطلق الماء في دورات متكررة دون تدهور .

الأداء: كيف يقارن Ark في مستويات الرطوبة ودرجات الحرارة المختلفة

العامل المميز الحاسم هو الأداء في الرطوبة المنخفضة. عند رطوبة نسبية 10%، تتوقف أنظمة التكثيف بنقطة الندى التقليدية عملياً عن العمل . تستخدم عملية الامتزاز القائمة على MOF في Ark استخراج الماء على المستوى الجزيئي دون الحاجة إلى تبريد كامل حجم الهواء، مما يتطلب طاقة أقل بكثير في الظروف القاحلة مقارنة بالبدائل التقليدية .

كيف يختلف عن أنظمة نقطة الندى التقليدية

تعمل مولدات المياه الجوية التقليدية عن طريق تبريد الهواء إلى ما دون نقطة الندى لتكثيف بخار الماء. يصبح هذا الأمر كثيف الاستهلاك للطاقة — وغير عملي في كثير من الأحيان — عندما تقل الرطوبة النسبية عن 30-40% . يعمل نهج الامتزاز في Ark على سحب جزيئات الماء بنشاط من الهواء الجاف، وهو ما تدعي Ahbstra أنه يستهلك طاقة "أقل بكثير من أي شيء موجود في الأدبيات الحالية" لإنتاج مماثل في المناخات الجافة .

تخصيص كيمياء MOF حسب المناخ المحلي

تتمثل إحدى المزايا الهيكلية لـ Ark في أن المتغيرات المختلفة من MOF لها قيم مثلى مختلفة لامتصاص الماء — بعضها يعمل بشكل أفضل في الظروف القاحلة، والبعض الآخر في الظروف الرطبة . يمكن لشركة Ahbstra اختيار أو تركيب كيمياء MOF المحددة داخل Ark لتتناسب مع المناخ المحلي حيث يتم نشر الوحدة . هذا يعني أنه يمكن ضبط نفس الآلة لتناسب صيف البحر الأبيض المتوسط الجاف في جزر البليار (حيث متوسط الرطوبة النسبية حوالي 20%)، أو الجفاف الشديد في الإمارات العربية المتحدة، أو المناطق الاستوائية الرطبة في جنوب شرق آسيا .

السوق المستهدف: ممتلكات خارج الشبكة في منطقة المتوسط أولاً

الهدف الأولي لـ Ahbstra هو مالكو ومطورو العقارات خارج الشبكة، وخاصة الفيلات والفنادق الراقية في الجزر المتوسطية التي تعاني من الجفاف مثل جزر البليار وسردينيا والجزر اليونانية . تواجه هذه العقارات نقصاً حاداً في المياه وتعتمد غالباً على المياه المنقولة بالشاحنات باهظة الثمن. يتم وضع Ark كحل بنية تحتية مائية مكتفي ذاتياً لمنزل كبير أو فندق صغير . من المقرر تركيب أولى الوحدات المشتراة بحلول أوائل عام 2027 .

السعر واستهلاك الطاقة

• السعر: 150,000 جنيه إسترليني (بعض المصادر الأوروبية تذكر 175,000 يورو)
• استهلاك الطاقة: سحب كهربائي على مستوى النظام يبلغ حوالي 10 كيلوواط؛ كثافة الطاقة 0.47–0.70 كيلوواط/ساعة لكل لتر حسب الظروف . عند 0.48 كيلوواط/ساعة/لتر، فإن ذلك يعادل تقريباً 0.07–0.10 جنيه إسترليني من الكهرباء لكل لتر بأسعار الصناعة الأوروبية النموذجية.
• الأبعاد: 6.3 × 2.8 × 2.9 متر
• الوزن: 4,000 كجم
• مخرج الصوت: 60.9 ديسيبل على مسافة 1.8 متر
• فترة الصيانة: مرتان سنوياً

توسيع الإنتاج ووحدات أصغر في المستقبل

يقع المقر الرئيسي لـ Ahbstra في برشلونة (مبنى Gaia، سانت كوجات) وتخطط لتوسيع الإنتاج هناك . يوصف Ark الحالي بأنه "إثبات المفهوم" للوحدة كبيرة الحجم . ذكرت الشركة أنها تعمل على تطوير وحدات أصغر وأقل تكلفة للاستخدام السكني والتجاري الأوسع، بهدف خفض التكاليف بمرور الوقت . تضمن الجدول الزمني لتطوير Ark نموذجاً أولياً بسعة 20 لتر/يوم، ونموذجاً أولياً ألفا في 2024-2025 أثبت صحة التكنولوجيا على نطاق واسع، ووحدة ما قبل الإنتاج تم تجميعها في عام 2026 .

تطبيقات أوسع متوقعة

ترى Ahbstra أن منصة MOF الخاصة بـ Ark قابلة للتطبيق عبر عدة قطاعات تعاني من الإجهاد المائي :

• التعدين والبناء — المواقع النائية التي تفتقر إلى البنية التحتية للمياه
• المساعدات الإنسانية والإغاثة في حالات الكوارث — النشر السريع لإمدادات مياه مكتفية ذاتياً
• مراكز البيانات — المياه اللازمة للتبريد التبخيري في المناطق التي تعاني من شح المياه
• المستحضرات الصيدلانية والصناعة — مياه عمليات عالية النقاء دون الاعتماد على الإمدادات البلدية
• الزراعة — مياه الري بالتنقيط للمناطق التي تعاني من إفلاس مائي

هذه التطبيقات مذكورة كطموحات مستقبلية وليست خطوط إنتاج مؤكدة على المدى القريب . تستثمر الشركة أيضاً في الأبحاث لاستخدام نفس منصة MOF في احتجاز الكربون من الهواء .