في المناطق القاحلة من العالم، عادة ما يكون هناك بعض الرطوبة في الهواء، هذه الرطوبة لديها القدرة على توفير مياه الشرب والري، ومع ذلك، فإن استخراج المياه من الهواء أمر صعب.
"حصادة المياه" من الهواء ليست فكرة جديدة، أو حتى تقنية جديدة، لكن الأنظمة التي تعمل بالطاقة الشمسية الحالية غير عملية.
"حصادة المياه" التي طورها فريق البحث، والتي تعمل بالطاقة الشمسية تستخدم دورة ذاتية الاستدامة مستوحاة من العمليات النباتية الطبيعية، لاستخراج المياه بكفاءة من الهواء ولا تتطلب صيانة يدوية، وتوفر كمية مياه قليلة التكلفة للمناطق القاحلة.
عادة، تعمل حصادات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية في دورة من مرحلتين. أولاً، تقوم مادة ماصة بجمع المياه من الهواء، وبمجرد تشبعها، يتم إغلاق النظام وتسخينه بأشعة الشمس لاستخراج المياه الملتقطة، والتبديل بين المرحلتين يتطلب إما العمل اليدوي أو نظام التبديل، ما يزيد من التعقيد والتكلفة، في حين لا تتطلب الحصادة الجديدة أيًا منهما، فهي تتناوب بين المرحلتين حتى تتمكن من إكمال الدورة دون تدخل بشري.
يقول كايجي يانغ، مؤلف الدراسة: "جاء إلهامنا الأولي من ملاحظة العمليات الطبيعية، على وجه التحديد، كيف تنقل النباتات الماء بكفاءة من جذورها إلى أوراقها من خلال هياكل متخصصة".
ويضيف يانغ: "في نظام تقنيتنا، تلعب جسور النقل الجماعي دورًا حاسمًا كوصلة بين الجزء المفتوح لالتقاط المياه الجوية والجزء المغلق لتوليد المياه العذبة".
أثناء اختبار النظام في المملكة العربية السعودية، أنتج كل متر مربع من الهواء 2-3 لترات من الماء يوميًا خلال الصيف، نحو 1-3 لترات، يوميًا في الخريف.
وبحسب الدراسة المنشورة في مجلة " سايتك ديلي" العلمية، قام فريق البحث بتشغيل النظام لأسابيع عدة دون الحاجة إلى الصيانة، كما أظهروا أنه يمكن استخدامه كمصدر مباشر لري الملفوف الصيني وأشجار الصحراء.
يقول كياوكيانج غان، أحد مؤلفي الدراسة: "كانت المواد التي استخدمناها عبارة عن نسيج ماص للماء، وملح منخفض التكلفة مقاوم للرطوبة، وإطار من البلاستيك. لقد اخترنا المواد لإمكانية تحمل تكلفتها وتوافرها، لذلك نتوقع أن تكون التكلفة معقولة للتطبيق على نطاق واسع في المناطق ذات الدخل المنخفض".