沙漠也能憑空造水！突破傳統瓶頸 MIT最新技術僅靠太陽能就能產出飲用水

全球有超過20億人缺乏安全的飲用水，而氣候變遷導致乾旱加劇，使水資源短缺問題雪上加霜。當自然水資源已經捉襟見肘，科學家開始將目光轉向天空，期望透過大氣取水技術，解決日益加劇的水資源危機。

麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）的研究團隊最近在地球上最炎熱、乾燥的沙漠「死亡谷（Death Valley）」成功測試一種新型的大氣取水裝置，能在僅需太陽能的情況下，從乾燥空氣中產出飲用水。

突破傳統限制！如何用水凝膠實現空氣取水？

從空氣中取水並非新概念，數個世紀以來，人們就透過植被、容器或網子收集來自海洋或山區的霧氣，並將水蒸氣凝結成水。

這幾年也有許多團隊嘗試開發從大氣取水的相關技術，不過一直有3個無法突破的障礙：需要大量能源、產水量有限、成本比自來水貴上好幾倍。而麻省理工學院機械工程系Xuanhe Zhao教授開發的取水裝置幾乎改善了這些缺點。

取水裝置面板僅一個窗戶大小，內部由可以吸水的「水凝膠（hydrogel）」材料製成，外觀類似黑色泡泡紙，並封裝在塗有冷卻層的玻璃中。

當水凝膠從空氣中吸收水蒸氣時會膨脹，當水分蒸發時又會收縮。蒸發的水蒸氣會在玻璃表面凝結，沿著管道流出後，成為乾淨飲用水。整個過程完全不需要電力，僅依靠太陽熱能即可運作。

驚人吸水力、低成本！在極端環境下也能成功取水

亞利桑那州立大學（Arizona State University）的永續工程與建築環境學院教授Paul Westerhoff指出，「水凝膠能透過吸收空氣中的濕氣，使體積膨脹至原本的10倍大小」，即便在極度乾燥環境中也能正常運作。麻省理工學院的Evelyn Wang教授則表示，水凝膠的成本低廉，與尿布使用的材料相同，且釋放所吸收的水分時不需要太多能源。

研究團隊在地球最乾燥的「死亡谷」測試了一個多星期，發現即使在非常乾燥的條件下，該設備每天也能以高達160毫升的速度從空氣中擠出飲用水。如果是在溫帶、熱帶地區，產水量還會隨著濕度的增加而增加。

這項技術代表著大氣取水科技的重大突破，為解決全球水資源短缺問題帶來新希望。不過Zhao教授表示，最終目標還是希望能讓一般家庭即使在乾旱沙漠中，也能獲得正常的飲用水供應。

成本與產量挑戰仍待克服...但商業應用有可能爆炸成長

儘管大氣取水技術展現巨大潛力，但也有專家認為成本和產量仍是最大挑戰。研究出版《全球水資源情報》的作者Christopher Gasson表示，這項技術的產水量相當有限，很難取代現有水資源，最多只能成為利基市場的解決方案。

Westerhoff教授坦言，「大氣取水的成本約為從城市購買自來水價格的10倍」，也比海水淡化技術更昂貴。

「但它比瓶裝水便宜。」普渡大學（Purdue University）機械工程的David Warsinger教授卻認為，大氣取水技術非常適合應用在的小規模、需要少量優質飲用水的地區，特別是在自來水供應不穩定或重大汙染的時候，例如鉛汙染危機期間，或某些國家被砷汙染的地方。

然而，Westerhoff教授也認為，飲用水並非大氣取水技術的最佳首要用途，商業應用將更具前景。他表示，該技術能提供半導體製造所需的「超純水」，或生產電池、汽水、啤酒和醫療設備所需的高純度脫鹽水。

緊急情況如颱風導致斷水斷電時，或軍事野外作戰環境中，大氣取水技術也具有應用價值。Westerhoff預測隨著技術規模化和成本降低，商業應用將出現「爆炸性」增長，雖然距離真正起飛可能至少還需10年的時間。

參考資料：

• CNN，（2025年9月6日），These devices harvest drinking water from the air in the planet’s driest places. Critics say they’re an expensive distraction