加州初创公司用金属有机框架从空气中取水，靠工业废热驱动

你有没有想过，数据中心里成千上万台服务器日夜运转，散出来的热量都去哪了？

大多数情况下，这些热量被冷却系统带走，排进大气或者水体里。但加州尔湾的一家初创公司Atoco，正在尝试把这些废热变成一件意想不到的产品——从空气中榨出干净的水。

这件事听起来像是科幻小说里的情节，但它正在一个真实的停车场里发生。

一个停车场里的“造水机”

九月的加州尔湾，早晨的气温已经超过80华氏度。在一家名为Atoco的初创公司停车场里，立着一台20英尺高的金属外壳机器。工程师们打开面板检查系统，一台iPad上显示着一条持续上升的曲线——这条线揭示了这个装置的目的：从空气中收集水分。

它使用的是一种叫做金属有机框架（MOFs）的特殊材料。这种材料让Atoco的创始人奥马尔·亚吉（Omar Yaghi）获得了2025年诺贝尔化学奖。Atoco已经证明，这些材料在原型设备中每天可以产出数加仑的水。

但这一代技术的特别之处，在于它不需要什么。它不需要接入电网，甚至不需要电力，就能在微观层面从空气中抓取水分；同样也不需要电力，就能把水从材料中挤出来，变成人类可用的形态。

它需要的，只是低品位的工业废热。

Atoco说，这让他们成为与AI数据中心对接的完美候选者——数据中心在服务器疯狂运算的同时，会排出大量废热，而且往往还需要消耗巨量的水。

“四五年前，我们并没有真正考虑过AI数据中心。”Atoco的CEO萨默·塔哈（Samer Taha）说。但数据中心的大规模建设，给这家初创公司创造了一个机会，让它离更大的目标更近一步：确保生活在水资源紧张地区的人们，能够掌控这种越来越珍贵的资源。

“每个化学家的梦想”

亚吉说，当他还是个博士生的时候，创造出MOFs这样的东西是“每个化学家的梦想”。在过去20年里，他获得诺贝尔奖的工作的一部分，就是把理论研究带入现实世界，创造出一种稳定的分子结构，把有机材料和金属离子连接起来。

MOF的结构看起来有点像“游乐场里的攀爬架”，加州大学尔湾分校物理科学学院院长赛斯·科恩（Seth Cohen）这样形容。科恩没有参与Atoco的工作。他说，MOFs本质上是“分子海绵——它们是一种固体材料，非常非常擅长吸收其他分子”。就像海绵一样，这些材料也可以通过加热等方法被“拧干”，释放出它们吸附的东西。

这些攀爬架一样的框架，在微观层面创造出开放空间，可以容纳惊人数量的物质，而微小的调整就能产生更多的内部空间。

“一克MOF的孔隙面积可以覆盖两个足球场。”亚吉解释说，“你可以在里面储存氢气来制造清洁能源，或者储存二氧化碳来净化空气。而在这种情况下，你可以储存水。”

Atoco开发出了塔哈所说的“精密材料”，专门用于捕获水、释放水，然后一遍又一遍地重复这个过程。他开玩笑说，正如研发副总裁本杰·林凯凯（Benjie Limketkai）所说，这种材料必须“喜欢水，但不能爱上水”。要在商业上成功，它还必须尽可能少地消耗能量。

“科学家们达到了一种精确度，我们甚至知道给定材料中原子的角度。”塔哈说。

摸起来是干的，却能挤出水流

在Atoco的技术中，空气穿过MOF，这种材料被专门定制来吸引水分子。水分子附着在孔隙上。但即使已经饱和，这种材料摸起来也完全是干的，用力挤也挤不出一滴水。（塔哈很友好地让记者亲手试了试。）相反，公司依靠热量来释放被捕获的分子。

还有其他收集水的方法。科恩指出，硅胶是一种常见的干燥剂，也可以从空气中吸取水分，但它容纳的湿气更少，而且需要你“拼命加热才能把水弄出来”。

公司尔湾工厂停车场里的那台庞然大物，是数十年精密开发的结晶。Atoco的材料和方法让它的离网系统即使在相对湿度只有十几的情况下也能工作。塔哈说，设备中的MOFs可以在低至100华氏度的热量下捕获和释放水分。

由于附近没有数据中心，Atoco的团队通过管道从大约150华氏度的热源模拟供热。一块太阳能板为各种系统供电，但不为水收集操作本身供电，这使得这台金属外壳的机器安静得有些诡异。驶入隔壁企业的汽车反而制造了更大的声响。但塔哈准备展示这台设备一直在努力工作。早上9点刚过，气温超过90华氏度，他按下侧面的一个按钮，转动一个水龙头。一股清澈的水流涌出，看起来足够干净，可以饮用。

遗憾的是，出于法律责任的原因，这些水不能提供给人喝，不过塔哈指出，它相当于蒸馏水，因为Atoco的MOFs不是为了收集空气污染而设计的。把水倒进灌木丛后，塔哈回到一间有空调的会议室，在那里他阐述了公司对这台新机器的愿景。

“大约70%的工业废热是低品位的，未被利用，被排入海洋或空气中。”他说，“如果你用我们的技术把废热转化为清洁水，那将是数万亿升的清洁水。”

数据中心正日益成为这种废热的一大来源，单个设施排出的热量相当于数万户家庭。运营商被迫将这些热量扩散到周围环境中，形成热岛，同时还要为各种冷却系统付费。