《大众科学》2017 年 3 月/4 月刊全部关于水。我们涵盖了各种内容，从你吃的食物中含有多少这种必需的液体，到当你摄入不足时会发生什么，以及在一些地区，水正在枯竭。这就是为什么我们被一个名为 WaterSeer 的简单且廉价的发明所吸引，该发明旨在不使用任何电力从空气中提取水分，为有需要的人提供清洁的饮用水。
不幸的是，WaterSeer 可能无法像其制造商声称的那样，每天从空气中提取 11 到 14 加仑的水。它还有其他一些问题。
它在干旱地区不起作用
WaterSeer 的工作原理是将空气吹入地下室。白天，地温低于空气温度，而且由于冷空气比暖空气含有的水分少，因此其原理是水蒸气会在室壁的冷侧凝结，变得清洁并可供饮用。
WaterSeer 的制造商 Vici Labs 估计，该设备每天可以从半干旱的空气中收集 11 加仑的水。但问题在于，空气越干燥，其露点（使水凝结所需的温度）就越低。
热力学家 Kenneth Kroenlein 表示：“在大多数供水不足的地区，露点非常非常低。”埋在地下两米深处（WaterSeer 目前建议的深度）的地面温度不太可能保持足够低，从而使冷凝发生。
Kroenlein 说：“在干旱地区，你几乎不可能通过冷凝从空气中提取水分。”
然而，该设备在潮湿地区可能取得一些成功。尽管这可能看似违反直觉，但即使在空气湿度很高的地区，也存在缺水问题。
与干旱地区的物理水资源短缺不同，经济水资源短缺可能发生在水资源丰富但缺乏清洁供水基础设施的地区。例如，在莫桑比克，数百万人无法获得清洁的饮用水。许多家庭——尤其是妇女和儿童——不得不步行一小时或更长时间去取水，不安全的水每天导致该国约有 55 名儿童死亡。
WaterSeer 可能能够在这些地区收集水分——尽管世界资源研究所的研究员 Rutger Willem Hofste 警告说，水必须经过过滤以去除任何污染物。而且该设备可能无法生产其制造商估计的每天 14 加仑的水。
它不能 24 小时运行
在加州伯克利的现场试验中，WaterSeer 的半比例和四分之一比例模型在约三小时内从空气中提取了约 300 毫升的水。考虑到一个更大的工作模型、24 小时的冷凝时间和其他原型改进，Vici Labs 计算出 WaterSeer 在潮湿环境中每天可以收集 14 加仑的水。
但该设备仅在地面比空气冷时才有效，不幸的是，在两米深处，这种情况只占一天的一半时间。Kroenlein 说，夜间空气通常会比地面凉爽。“在两米深处，灯泡永远不会足够冷，使其始终低于露点。它只能在空气比地面热的那 12 小时内产生水。”
仍在开发中
批评者对 WaterSeer 提出了其他一些指控——包括声称的水量需要巨大的空气量通过其腔体循环才能冷凝。虽然这是一个有效的批评，但根据 Kroenlein 的说法，其中一些则不然。
当水蒸气冷凝成液体时，会以热量的形式释放能量。一些 WaterSeer 的批评者认为，地下腔体释放的热量非常大，会加热周围的土壤，导致灯泡停止工作。根据 Kroenlein 的计算，这是不准确的。
他说：“问题不在于产生多少热量，而在于它能多快地从灯泡中散发出去。”虽然土壤的热导率因地而异，但 Kroenlein 计算出每天冷凝 11-14 加仑的水不成问题——周围的土壤只会将温度升高一摄氏度来散发热量。
Kroenlein 说：“所以，通过土壤的热导率，很容易将热量散发出去。问题实际上是如何让足够的水进入装置。”
热量传递并不足以完全为 WaterSeer 辩护。该设备确实可能有效，但它无法达到其制造商预期的效果。
Vici Labs 的人员表示，他们仍在改进设计。虽然他们无法改变热力学定律，但他们正在开发一种太阳能冷却系统，用于极端环境。这一补充可能会克服一些最大的挑战——尽管这会削弱该设备最初吸引人的简洁性。
复杂的问题并不总是有简单的解决方案。但在《大众科学》，我们仍然乐观地认为，科学和技术的创新能够让所有人的未来变得更美好。
