在加州尔湾市的一个工业园内,一台高达20英尺的金属设备静静矗立。随着气温攀升至80华氏度(约27摄氏度)以上,Atoco的工程师们正通过iPad监控着系统数据。这台设备的核心使命是利用“金属有机框架”(MOFs)材料,直接从稀薄空气中收集水分。

诺奖技术落地:无需电力的“空气海绵”

MOF材料的研发者、Atoco创始人奥马尔·亚吉(Omar Yaghi)凭借此项工作赢得了2025年诺贝尔化学奖。Atoco已在原型机上验证了其可行性:每天可生产数加仑水。该技术的独特优势在于“零电力”需求——它既不需要电网连接,也不消耗电力来吸附或释放水分,而是完全依赖低品位的工业余热。

加州大学尔湾分校物理科学学院院长塞思·科恩(Seth Cohen)将MOFs比作“分子海绵”。这种类似攀爬架的微观结构拥有巨大的内部表面积,一克MOF展开后可覆盖两个足球场。它们能高效吸附水分子,并通过加热“拧干”释放水分。与硅胶等传统干燥剂相比,MOFs在较低温度下即可释放水分,且吸附容量更大。

Atoco研发的“精密材料”旨在实现水分的持续循环收集。研发副总裁本杰·林凯凯(Benjie Limketkai)形容这种材料“喜欢水但不深爱它”,以确保在最小能耗下完成吸附与释放过程。

瞄准数据中心:变废热为清洁水

Atoco首席执行官萨梅尔·塔哈(Samer Taha)表示,尽管公司最初并未聚焦人工智能数据中心,但大规模算力建设带来的废热问题为其创造了巨大机遇。数据中心在运算时产生大量废热,同时冷却系统又消耗巨额水资源。Atoco的技术恰好能解决这一矛盾:利用废热生产清洁水,实现资源闭环。

在尔湾的演示现场,团队通过管道引入约150华氏度的模拟热源。上午9点,当气温超过90华氏度时,塔哈转动水龙头,清澈的水流涌出。虽然因法律责任原因不建议直接饮用,但其纯度相当于蒸馏水。塔哈指出,全球约70%的工业废热未被利用,若转化为清洁水,总量可达万亿升级别。

商业化进程与挑战

目前,停车场内的原型机日均产水量约为300升。Atoco正在开发商业产品,目标是将日产量提升至1,000升,并采用网格化系统服务于超大规模数据中心。公司已在美国和海湾合作委员会成员国部署了五个并网原型试验,并计划在今年年底前开始接受首批订单。

塔哈透露,公司已与多家大型科技公司就试点项目进行洽谈,但拒绝披露具体客户及价格。市场潜力显著:微软、谷歌和亚马逊均承诺到2030年实现水资源正向平衡。Atoco目前的制水成本为每吨5美元,与老旧海水淡化厂相当;公司预计在三到五年内将新建设施的成本降至每吨2美元甚至更低。

尽管前景广阔,MOFs技术仍面临规模化挑战。科恩警告称,若无外部热源,MOFs仍需能量驱动,这可能限制其在基础设施薄弱地区的部署。然而,对于拥有丰富废热或天然热源(如地热)的场景,Atoco的技术提供了一条从水资源稀缺走向丰裕的新路径。正如亚吉所言,这项技术源于他作为难民对水资源稀缺的切身感受,如今正致力于让每个人都能掌控自己的水源。