Поиск дешевых и практичных способов удаления соли из морской воды может потенциально помочь некоторым из 844 миллионов людей во всем мире, не имеющих регулярного доступа к чистой воде, — и ученые только что нашли новый наноразмерный метод для этого.
Используя крошечный диск из супергидрофильной фильтровальной бумаги, покрытой углеродными нанотрубками для поглощения света, новая технология работает только на солнечном свете, но способна удалить почти 100 процентов соли в исходной жидкости.
Новый подход основан на традиционном методе: нагревайте воду до тех пор, пока она не испарится, и уловите ее, оставляя соль и другие примеси. Чтобы превратить воду в пар, используя энергию нашего Солнца, нужно использовать солнечные термальные материалы, чтобы эффективно преобразовывать эту энергию в тепло.
Но если эти материалы покрыты кристаллами соли из испаряющейся воды, все это может затормозить процесс. Новый метод успешно решает эту проблему, поддерживая постоянную скорость испарения воды, поскольку соли собираются и удаляются из процесса, чтобы избежать их снижения эффективности.
Итак, у нас есть метод опреснения, который дешев, практичен и эффективен. Поскольку устройства питаются от солнечного света, устройства, использующие эту технику, могут быть особенно полезны в местах, где нет надежного доступа к электричеству.
«Результаты нашего исследования продвинули еще один шаг вперед к практическому применению технологии генерации солнечного пара, демонстрируя большой потенциал в опреснении морской воды, извлечении ресурсов из сточных вод и нулевом сбрасывании жидкости», — говорит инженер-химик Сиванг Чжанг из университета Монаш в Австралии.
«Мы надеемся, что это исследование может стать отправной точкой для дальнейших исследований в области энергосберегающих способов обеспечения чистой и безопасной воды для миллионов людей, освещения воздействия отходов на окружающую среду и извлечения ресурсов из отходов».
Новая система использует хлопковую нить диаметром 1 миллиметр (0,04 дюйма) для транспортировки соленой воды на испарительный диск, где чистая вода улавливается, а соли выталкиваются по краям.
Все это обеспечивается солнечным светом, и в ходе испытаний исследователи измерили поглощение света более 94 процентов по всему солнечному спектру, поэтому оно эффективно использует любой доступный солнечный свет.
Как рассказал New Atlas Чжан, новое инновационное устройство способно производить 6-8 литров чистой воды на квадратный метр площади поверхности в день. Затем ученые хотят повысить этот уровень производства.
Это не единственный интересный подход опреснения, который мы видели в последнее время; В прошлом году команда из США разработала технологию на основе гидрогеля, работающую на солнечной энергии, для удаления соли из морской воды, которая достаточно мощна для работы на воде, взятой из Мертвого моря.
Задача сейчас состоит в том, чтобы расширить масштабы таких методов, чтобы сделать их практичными — как с точки зрения размещения систем, так и с точки зрения количества воды, которое они могут обработать.
«Водная безопасность — это самая большая проблема, с которой мир сталкивается в 21 веке, особенно с ростом населения и формированием последствий изменения климата», — говорит Чжан. «Развивающиеся сообщества с ограниченными ресурсами чувствуют влияние этих факторов больше всего».
«Использование солнечной энергии для очистки воды широко считается одним из устойчивых решений для решения проблемы нехватки чистой воды в некоторых общинах без ущерба для окружающей среды или ресурсов».
Исследование было опубликовано в журнале .