یک استارت آپ برنامه ای برای تولید آب از هوا با استفاده از گرمای اتلاف مراکز داده دارد

دما در حال حاضر بیش از 80 درجه فارنهایت است، زیرا خورشید بر روی یک دستگاه فلزی 20 فوتی در پارکینگ Atoco، یک استارت آپ مستقر در ایروین، کالیفرنیا طلوع می کند. مهندسان پانل‌ها را برای بررسی سیستم‌ها و آی‌پدی باز می‌کنند که یک خط صعودی پیوسته را نشان می‌دهد که هدف دستگاه را نشان می‌دهد: برداشت آب از هوای رقیق با استفاده از مواد خاصی به نام چارچوب‌های آلی فلزی یا MOF. این مواد باعث شد عمر یاغی، بنیانگذار شرکت، جایزه نوبل شیمی در سال 2025 را به ارمغان بیاورد، و آتوکو نشان داده است که در نمونه های اولیه با قابلیت تولید گالن آب در روز کار می کنند.

آنچه در مورد این تکرار فناوری Atoco منحصر به فرد است، چیزی است که به آن نیاز ندارد. برای گرفتن آب از هوا در سطح میکروسکوپی نیازی به اتصال به شبکه یا حتی برق نیست و همچنین لازم نیست که به نوبه خود آب را از مواد به شکلی مفید برای انسان خارج کند. در عوض، تنها چیزی که نیاز است حرارت صنعتی سطح پایین است.

آتوکو می‌گوید این، آنها را به کاندیدای عالی برای اتصال به مراکز داده هوش مصنوعی تبدیل می‌کند، که گرمای اتلاف زیادی را از بین می‌برند زیرا سرورها همه چیز از اثبات ریاضی گرفته تا ویرایشگرهای مجازی را تولید می‌کنند در حالی که اغلب به مقادیر زیادی آب نیز نیاز دارند. سامر تاها، مدیرعامل آتوکو، چهار یا پنج سال پیش می‌گوید: «ما واقعا به مراکز داده هوش مصنوعی فکر نمی‌کردیم.

اما ساخت عظیم فرصتی را برای استارت‌آپ ایجاد کرده است که می‌تواند به آن اجازه دهد تا یک قدم به هدف بزرگ‌تر خود نزدیک‌تر شود تا اطمینان حاصل شود که افرادی که در مناطقی با فشار آب زندگی می‌کنند کنترل یک منبع گرانبها را دارند. ست کوهن، رئیس دانشکده علوم فیزیکی در UC Irvine، می‌گوید ساختار یک MOF تا حدودی «شبیه یک ورزشگاه جنگلی در زمین بازی» است. کوهن که با آتوکو ارتباطی ندارد، می‌گوید MOF‌ها اساسا «اسفنج‌های مولکولی هستند - آنها یک ماده جامد هستند که در جذب مولکول‌های دیگر بسیار بسیار خوب هستند.

مانند یک اسفنج، مواد را می توان با استفاده از روش هایی از جمله گرما برای آزاد کردن هر چیزی که روی آن نگه داشته اند، سایید. این چارچوب‌های جنگل‌مانند، فضاهای باز را در سطح میکروسکوپی ایجاد می‌کنند که می‌تواند مقدار باورنکردنی از مواد را در خود جای دهد و تغییرات کوچک می‌تواند فضای داخلی بیشتری را ایجاد کند. یاغی توضیح می دهد: «فیلم یک گرم MOF می تواند دو زمین فوتبال را پوشش دهد. آنها می توانند هیدروژن را در آنجا ذخیره کنند تا انرژی پاک بسازند، یا شما می توانید CO2 را در آنجا ذخیره کنید تا هوای پاک تولید شود.

یا در این صورت می توانید آب را ذخیره کنید.» آتوکو آنچه را تاها "مواد دقیق" می نامد را با هدف خاصی توسعه داده است که بتواند آب را برداشت کند، آن را رها کند و سپس بارها و بارها این کار را انجام دهد. او به طعنه می گوید، همانطور که بنجی لیمکتکای، معاون تحقیق و توسعه می گوید، این ماده باید آب را دوست داشته باشد اما آن را دوست نداشته باشد.

برای موفقیت تجاری، باید تا حد امکان انرژی کمتری مصرف کند. طاها می‌گوید: «دانشمندان به سطحی از دقت می‌رسند [جایی که] ما واقعا حتی زاویه اتم را هم می‌دانیم،» در یک ماده مشخص. در فناوری آتوکو، هوا از MOF عبور می کند که به طور ویژه برای جذب مولکول های آب طراحی شده است. این مولکول ها به منافذ می چسبند. اما این ماده حتی در صورت اشباع بودن کاملا خشک می شود و فشار دادن آن حتی یک قطره هم ترشح نمی کند.

(طاها به اندازه کافی مهربان بود که به WIRED اجازه داد دست ما را در این زمینه امتحان کند.) در عوض، این شرکت برای رهاسازی مولکول های گرفته شده به گرما متکی است. روش های دیگری برای برداشت آب وجود دارد. کوهن خاطرنشان می‌کند که سیلیس، یک خشک‌کننده محبوب، می‌تواند آب را از هوا نیز بیرون بکشد، اما رطوبت زیادی را در خود نگه نمی‌دارد و از شما می‌خواهد که آن را گرم کنید تا آب دوباره خارج شود. یکپارچگی در پارکینگ تاسیسات ایروین این شرکت اوج دهه ها توسعه دقیق است. مواد و رویکرد Atoco به سیستم خارج از شبکه آن اجازه می دهد حتی زمانی که رطوبت نسبی در نوجوانان وجود دارد، کار کند.

طاها می‌گوید MOF‌های موجود در دستگاه می‌توانند آب را با حرارت کمتر از 100 درجه فارنهایت برداشت و آزاد کنند. بدون هیچ مرکز داده ای در نزدیکی، تیم Atoco آن را با لوله کشی گرما از منبعی با دمای حدود 150 درجه فارنهایت شبیه سازی کردند. یک پنل خورشیدی به سیستم‌های مختلف نیرو می‌دهد، اما نه خود عملیات جمع‌آوری آب، که باعث می‌شود دستگاه با روکش فلزی بی‌صدا شود. ماشین‌هایی که وارد مشاغل مجاور می‌شوند اختلال صوتی بیشتری ایجاد می‌کنند، اما طاها آماده است نشان دهد که دستگاه سخت کار کرده است.

کمی بعد از ساعت 9 صبح است و وقتی دکمه ای را فشار می دهد و میله ای را می چرخاند، دمای آن بیش از 90 درجه فارنهایت است. جریان شفافی از آب بیرون می زند که به اندازه کافی برای نوشیدن خوب به نظر می رسد. متأسفانه به دلایل مسئولیت قانونی پیشنهاد نمی شود، اگرچه تاها خاطرنشان می کند که این معادل آب مقطر است، زیرا MOF های Atoco برای جمع آوری آلودگی هوا ساخته نشده اند.

طاها با پرتاب آن در بوته ها، به اتاق کنفرانس مجهز به تهویه مطبوع عقب نشینی می کند و در آنجا چشم انداز شرکت را برای دستگاه جدیدش بیان می کند. او می‌گوید: «تقریبا 70 درصد گرمای زباله‌های صنعتی درجه پایین، استفاده نشده، به اقیانوس‌ها یا هوا پرتاب می‌شود.» اگر با استفاده از فناوری ما آن گرمای هدر رفته را به آب تمیز تبدیل کنید، در مورد تریلیون ها لیتر آب تمیز صحبت می کنید. مراکز داده منبع فزاینده ای برای گرمای هدر رفته هستند، با یک مرکز واحد که قادر است به اندازه ده ها هزار خانه گرما را پمپاژ کند.

اپراتورها مجبورند آن گرما را در محیط اطراف پراکنده کنند و جزایر گرمایی ایجاد کنند، در حالی که هزینه انواع سیستم های خنک کننده را نیز پرداخت می کنند. بسیاری از این سیستم های خنک کننده نیز به آب متکی هستند و برخی می توانند میلیون ها گالن در روز مصرف کنند. بنابراین، فناوری Atoco دو مشکل بزرگ مراکز داده را برطرف خواهد کرد. Taha می گوید که مراکز داده پول زیادی را برای خلاص شدن از شر گرمای اتلاف سرمایه گذاری می کنند. ما در واقع آن را می خواهیم؛ ما به آن نیاز داریم.

ما به شما آب پس می دهیم، همان محصولی که باعث این مشکل شده است.» او می‌گوید که این شرکت همچنین می‌خواهد به رساندن آب به جوامع روستایی کمک کند، جایی که شرکت‌های برق گاهی اوقات به دلیل کمبود زیرساخت، آب را با کامیون وارد می‌کنند. برای انجام این کار، چه رسد به خدمات رسانی به مراکز داده ای که روزانه به میلیون ها گالن آب نیاز دارند، به یک جهش بزرگ در مقیاس نیاز دارد. دمو در پارکینگ شرکت می تواند تا 300 لیتر آب در روز تولید کند.

Atoco در نظر دارد مراکز داده از چندین واحد در یک سیستم شبکه برای تولید آب استفاده کنند و در حال کار بر روی یک پیشنهاد تجاری است که می تواند تا 1000 لیتر آب در روز تولید کند. نمونه اولیه پارکینگ آن گرمای معادل ارائه شده توسط یک مرکز داده 20 کیلوواتی را تخلیه می کند. در مقایسه، مراکز داده فرامقیاس، مرتبه‌ای بزرگ‌تر هستند که هم یک فرصت و هم چالش است. آتوکو پنج نمونه آزمایشی روی شبکه را با شرکای خود در ایالات متحده و شورای همکاری خلیج فارس مستقر کرده است.

این شرکت می گوید امیدوار است تا پایان سال جاری شروع به دریافت سفارشات برای اولین محصول خود کند. این شرکت می‌گوید در حال حاضر در حال گفتگو با شرکت‌های بزرگ فناوری درباره استقرار یک پروژه آزمایشی در مراکز داده است، اگرچه از ذکر نام آنها یا میزان هزینه‌ای که مشتریان می‌توانند برای یک واحد داشته باشند خودداری کرده است. اما نشانه‌هایی وجود دارد که ممکن است بازاری وجود داشته باشد: مایکروسافت، گوگل و خدمات وب آمازون همگی متعهد شده‌اند تا سال 2030 آب مثبتی را به جوامع برمی‌گردانند. محصول آتوکو ممکن است در مراکز داده و سایر سایت‌های صنعتی و همچنین مکان‌هایی که در آن‌ها هستند کار کند

منابع گرمای طبیعی فراوانی مانند سایت های زمین گرمایی وجود دارد. اما کوهن که در آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی روی پروژه‌های MOF کار می‌کرد - از جمله در پروژه‌ای که توسط یاغی رهبری می‌شد - هشدار می‌دهد که اگرچه MOFها وعده‌های باورنکردنی دارند، اما گلوله نقره‌ای برای دسترسی به آب در همه جا نیستند. بدون منبع گرمایی خارجی، حتی خوش‌طراحی‌ترین MOF‌ها هنوز برای خارج کردن آب به انرژی نیاز دارند. این امر می تواند به ویژه استقرار روستایی را به یک چالش تبدیل کند.

سیستم روی شبکه آتوکو ممکن است راه حلی ارائه دهد، اما مکان‌های دوردست نیز اغلب زیرساخت‌های انرژی مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. طاها می‌گوید که این شرکت می‌تواند آب را با هزینه‌ای معادل 5 دلار در هر تن تولید کند که آن را با کارخانه‌های نمک‌زدایی قدیمی‌تر رقابت می‌کند. اما تاسیسات جدیدتر می توانند آب را با هزینه 2 دلار در هر تن یا حتی کمتر در برخی موارد تحویل دهند - هدفی که به گفته او آتوکو هنوز سه تا پنج سال تا رسیدن به آن فاصله دارد. MOF ها همچنین یک فناوری پیشرفته باقی می مانند که در مقیاس آزمایش نشده است.

در حالی که احتمال ریسک‌پذیری شرکت‌های بزرگ فناوری بیشتر از مثلا شرکت‌های معمولی است، بررسی اینکه آیا فناوری آتوکو می‌تواند کار کند و این استارت‌آپ تولید واحدهای تجاری خود را برای تامین مقادیر قابل توجهی آب افزایش دهد، زمان می‌برد. با این حال، فناوری Atoco قبلا برخی از چالش‌های باورنکردنی را حل کرده است. استفاده از MOF ها دنیا را بسیار به جایی نزدیک می کند که به قول یاغی، هرکسی می تواند دسترسی به آب خود را کنترل کند.

یاغی توضیح می‌دهد که چگونه در کودکی که به عنوان یک پناهنده فلسطینی در اردن بزرگ می‌شد، مسئولیت داشت تا هر دو هفته یک بار تا جایی که می‌توانست ظروف آب را برای خانواده‌اش پر کند تا از آن برای استفاده از کامیون حمل بار استفاده کند. او می‌گوید که این تجربه «باعث می‌شود قدر کمبود را بدانید». "اکنون، ما در مورد رفتن از کمبود به فراوانی صحبت می کنیم."