Water | SEO-LPO.net

空気から水を採取する技術のコンテストWater Abundance XPRIZEの優勝チームが決定

XPRIZEのWater Abundanceコンペ、空中から水を採取する持続可能でスケーラブルな技術の懸賞は、5月に5社のファイナリストが決まった。その後一社が脱けて、奇しくも代わりに入った一社が優勝をさらった。

コンペの課題は、“1日に2000リットル以上の水を1リットルあたり2セント以下の費用で、再生可能エネルギーだけで大気から収集する”ことだった。それは、不可能と思えるほどの難題だ。

でも多くのチームがさまざまなやり方でこの難題に挑戦した。そして二位入賞のハワイのJMCC Wingは、効率のきわめて高い風力発電機と市販のコンデンサーを併用した。

優勝したSkysource/Skywater Allianceは、すでに海外で多くの実績がある（女優Miranda Kerrの家にも設置）。彼らは商用電力や代替電源を使わず、きわめて効率の良い断熱蒸留法を用いる。

それは海水の脱塩化よりも効率がよく、雨などの水源を必要としない。Skywaterのボックスはさまざまなサイズがあり、冷蔵庫より大きなものもあるが、最大で一日300ガロン（1135リットル）の水を生産できる。これでコストが低くて再生エネルギーだけを使用するなら、2基でコンテストの要件を満たす。

これらの要件への適合ががすべてXPRIZEの検査チームに対して示された結果、最初に予選落ちになった同社が150万ドルの優勝賞金を授与された。

“接戦だったけど、うちのシステムから実際に水が出てくるところを見て感動した。世界中の人びとの命に関わっていることだから”、と同社のJay Hastyが授賞式ビデオで語っている。

しかし、これで水不足の問題が解決したわけではない。でもこのようなコンペは今後の開発を刺激し、人びとの関心も喚起するだろう。Skywaterのシステムが、それを必要とするところにどんどん設置されてほしいが、優勝しなかったチームも研究開発を今後も必ず継続するだろう。

[原文へ]
（翻訳：iwatani(a.k.a. hiwa）

乾燥した砂漠の空気から水を集めるボックス…エネルギーや消耗品不要、キーワードは‘MOF’

私たちにとっては、きれいな飲用水は水道の蛇口から出てくる。でも世界にはそうでない人たちが何十億もいて、研究者たちがその対策を探している。たとえばカリフォルニア大学バークリー校ではあるチームが、電力不要で砂漠の乾燥した空気からでも水を採取できる器具を開発している。サボテンにそれができるのなら、人間にだってできるだろう。

空気から水を集める方法は、従来からいろいろあるが、電気や交換部品（〜消耗品）を必要とするものが多い。でもOmar Yaghi教授が開発した方法は、どちらも要らない。

その秘密は巧妙なソーラー集光集熱器でも、摩擦係数の低いファンによる風力利用でもない。素材がすべてだ。化学者のYaghiは、金属有機構造体(metal-organic framework, MOF)と呼ばれるものを作った。その多孔質の物質は、水を熱心に集めて、それらを放出する。

彼のMOFは小さな結晶の粉末で、気温が下がると水の分子を捕らまえる。そして気温が上がると、その水を空中に放出する。

Yaghiは昨年小規模なデモを行ったが、今回彼とチームは実用量の水が得られる現場テストの結果を発表した。

彼らは一辺が約2フィートの箱の中にMOFを敷き詰め、外気にさらした。毎晩、気温が下がると湿度が上がり、水がMOFの中へ捕捉された。朝になると太陽の熱が水を粉末から追い出し、それが箱の側面にたまり、一種のカバーのようなものによって冷水が保存された。その結果、1ポンドのMOFで一晩に3オンス（85グラム）の水が得られた。

それはまだとても少ない量だが、改良は進んでいる。現在のMOFはジルコニウムを使っているが、今テスト中のアルミニウムのMOFはその1/100の費用で倍の水が得られる。

新しい粉末といくつかの箱を使えば、電力も消耗材も使わずに一人の人間の飲用水をまかなえる。水を集めて保存する仕組みが完成したら、上水道システムに依存しないポータブルな給水装置ができるだろう。

バークリー校のニュースリリースでYaghiは説明している: “これまで、このようなものはなかった。それは常温で晴天の環境でも使用でき、エネルギー不要で砂漠で水を集められる。アルミニウムのMOFは安いので、十分に実用性がある”。

彼によると、すでに商用製品を開発中だ。今後さらにテストを行い、機構を改良し、新しいMOFを試して、暑い夏に間に合う製品が完成するだろう。

[原文へ]
（翻訳：iwatani(a.k.a. hiwa）

無から水を得る懸賞Water Abundance XPRIZEのファイナリスト５作品が決定

水は生命にとって欠かせないものであるにもかかわらず、戦争でインフラが破壊されたり、気候変動で川や帯水層が干上がってしまったところなどでは、飲用に適したきれいな水を得ることがとても難しい。技術革新推進のための懸賞NPO Xprizeの新しい応募課題Water Abundance XPRIZEがこのほど締め切りを迎え、大気から水を採取する技術5点が、決勝に残った。

課題の要件は、まるでSFなみに厳しい。それは、“再生可能エネルギーだけを使って大気から一日に2000リットル以上の水を取り出すこと、そのコストはリッターあたり2セント以下”だ。そんなこと、可能だろうか？

目の前に100万ドルの優勝賞金が人参のようにぶら下がっていると、誰もがその課題に挑戦したくなる。しかし決勝に残ったのは5社で、彼らは25万ドルの予選突破賞(milestone prize)を仲良く分け合う。それは決勝戦に向けての資金でもある。まだ詳しい技術情報は得られていないが、5つの作品をアルファベット順にご紹介しよう:

Hydro Harvest: オーストラリアのニューカッスル大学のチームは、“基本に帰れ”を実践した。コストを抑えるためには賢明な判断だろう。このチームは以前、ごみを燃料とする無公害の発電機を作ったことがある。

JMCC Wing: ハワイのチームのチームリーダーは長年、太陽光発電や風力発電に取り組んでいる。そこで今回の応募作品も、超高効率でスケーラブルな風力発電装置と商用の復水器(water condenser)を組み合わせている。発電機が大きいほど、エネルギーコストは安い。

Skydra: シカゴのチームの作品だが、“自然と工学系のシステムを併用したハイブリッドなソリューション”、という超短い情報しか、今のところ得られていない。

The Veragon & Thinair: これはアルファベットではUの下と上の両方に来るが、とりあえずここに置いた。このイギリスの共同チームは、復水(water condensation, (主に冷却により)空気中の水を回収)効率の高い素材を発明し、真水だけでなくミネラルウォーターへの応用も計画している。

Uravu: インドのハイデラバードのチームもやはり“基本に帰って”ソーラーを利用しているが、太陽電池は使わずに、装置の設計により、太陽光を直接利用する。得られる水は、たぶんかなり温かいのだろう。

最初の試験は1月に行われ、第二ラウンドは7月だ。そのときは、ビジネスプランも評価の対象になる。8月に賞金100万ドルを得る勝者が決まる。誰が勝ってもいいけど、全員の今後の健闘と地球上各地での活躍を期待したいね。

画像提供: https://www.rwlwater.comのライセンスによる。

〔関連記事〕

[原文へ]
（翻訳：iwatani(a.k.a. hiwa）

MIT、砂漠の空気から水を絞り出す装置をテスト中

スター・ウォーズの世界ではライトサーベル、ホログラム、ハイパードライブといったはなばなしいテクノロジーが有名だが、水不足の惑星タトゥイーンではルーク・スカイウォーカーのおじさん夫妻は水不足に苦しんでいた。ネタバレ覚悟でいえば、オーウェンとベルは悲劇に襲われ、水を得ようとする努力は実を結ばなかった。それでも砂漠の空気中から水を得るというアイデアは魅力的だった。

MIT〔マサチューセッツ工科大学〕の研究チームは、アリゾナ州テンピで新しいデバイスをテストしていることを発表した。これはまさにスターウォーズ的な装置で、砂漠の空気から水を絞り出すことができる。太陽光で駆動される装置はMOF〔金属フレーム〕に収められ、湿度10%以下という極端に乾燥した砂漠の大気から水分を抽出することができる。既存の同種の装置にくらべて50%以上効率が高いという。

この装置は現在アリゾナ州立大学の建物の屋根に設置されている。取り出された水分はまだミリ単位だが、不純物を含まない水であり、実証実験としては有望なスタートだ。

研究チームのリーダー、Evelyn Wangは「この装置は水源から水を吸い上げる必要がなく、きわめて安定して作動し、高品位な水を得ることができる」と論文で紹介している。

可動部分はなく、いったん設置すれば作動中はかなりの期間放置しておいてよい。実用化できるかどうかは得られる水の量にかかっている。実用になるなら市場はそうとうな規模になるだろう。

[原文へ]

（翻訳：滑川海彦@Facebook Google+）

水は身近すぎて忘れられている問題、研究者たちは将来に備えてネット上の情報共有化を提案

蛇口から出る水は、どこから来ているのだろう？　どのようにろ過され、浄化されているのだろう？　1ガロン（約4リットル）の水を利用者に送るために要する市や州の費用はどれぐらいだろう？　それはもっと安くできないのか？　きれいな水がますます貴重な資源になってくるにつれて、あれやこれやの疑問が自然に湧いてくる。それらの疑問に答えるためには、オープンに共有される‘水のインターネット’(internet of water, IoW)が必要だ、デューク大学とアスペン研究所(Aspen Institute)の研究者たちはそう考えている。

干ばつや洪水のような自然災害や、過密都市や工場廃液のような人災、これらの被害者である水系は酷使され無理解にさらされている。各地の行政や公共事業体は、水の使用に関するデータを大量に作っているが、国レベルのデータベースはほとんどなく、国や世界の標準に合ったオープンなデータベースとなると、なおさらない。

“人間と水に関しては、データは多いけど情報は乏しい”、デュークのニコラス研究所のMartin Doyleが説明する。“水のデータがオープンに共有され、みんながよく使うデジタルのプラットホーム〔Google検索など？〕に統合されたら、一般市民が地元の水質を測れるようになり、行政は水に起因する健康危機を早めに警報できるようになるなど、水をめぐる社会状況が一変するだろう”。

それは、ミネアポリスの水道局の人がフェニックスの1ガロンあたりの水道料金を知りたい、というレベルの問題ではない。むしろそれは、有意義なビッグデータがみすみす捨てられていた、という問題だ。視野を広げればより多くのデータが得られ、システムの一部を最適化するための意思決定の質も向上する。マクロとミクロの両方のレベルで。

しかしデータの収集と分析にはお金がかかり、国レベルの情報共有システムともなるとさらにお金が要る。そこで研究者たちの結論は、それをすることのメリットを分かりやすい言葉で説得していくことだ。結局のところ、お金の余裕のない州当局が、既存の実際に役に立っているサービスではなく新奇なデータプロジェクトに数百万ドルを投じるとしたら、そこまでする動機やメリットはなんだろうか？

研究者たちは、水と水のデータが極端に軽視されている、と断言する。カリフォルニアで最近の大規模な干ばつのとき行われたような、既存のデータ収集努力を検分することによって、オープンなデータにアクセスできることの具体的な利点を示せるのではないか、とも期待している。

それでも、こんな状況は、きれいな水の入手にはまったく問題がなく簡単でやさしい、ということを意味しているのではない。水不足や季節変動は、自然資源が今後さらに枯渇し、人口が増加するに伴って、ますます深刻になる。

“有限な水資源に対して需要は成長している。適正なトレードオフを見つけるためには、オープンで誰もがアクセスできるデータが必要だ”、カリフォルニア州水管理委員会のGreg Gearheartはそう語った。

デュークのチームが好んでそう呼ぶ“水のインターネット”は、すべての自治体からの、水に関するあらゆる種類のデータが集まるクリアリングハウスだ。関心を持つ一般市民や、行政府のデータサイエンティスト、それにアプリケーションのデベロッパーなど、誰もがそれにアクセスできる。

[原文へ]
（翻訳：iwatani(a.k.a. hiwa））

一日に一定量の水を確実に飲めるインテリジェント水筒H2O-Pal, 腎/尿結石を防げるか

合衆国の国立水飲健康研究所（実在しない）は、国民が毎日大量の水を飲むことを推奨している。そこでH2O-Pal（実在する）は、一日に飲んだ水の量が分かる水筒H2O-Palを開発した。これを使うと、生きるために必要な一日2～5ガロンの水をその日に飲んだか飲まなかったかが分かる（警告: そんなに大量に飲まなくてもよいだろう）。

この電子水筒には目盛と加速度センサがついていて、一日に飲んだ水の量が分かる。水を入れたら、電子回路のスイッチを入れ、そして会社（など）へ行く。洗うときはパックのような形をした装置部分を外す。それをBluetoothでiPhoneにつなぐと、自分の水飲み習慣が分かる。

Kickstarterでの資金募集目標は95000ドル、お値段は一つ59ドルからだ。2月の正式発売時には69ドルになる。同社はスロベニアの首都リュブリャナにあり、この夏プロトタイプを見せてもらったが、なかなかいい。われわれ人間も、ほとんど水でできている生命体だから、その水分を維持するための発明は、何であれ立派だ。

[原文へ]
（翻訳：iwatani(a.k.a. hiwa)）