Ученые разработали относительно простую и дешевую систему, которая очищает воду от соли практически на 100% и не требует ничего, кроме энергии Солнца. Почему это важно?
Поиск дешевого и практичного способа удаления соли из морской воды — это проблема, решение которой может навсегда решить проблему нехватки чистой воды во всем мире и обеспечить чистой пресной водой даже тех, кто этого лишен по тем или иным причинам. Ученые факультета химической инженерии Университета Монаш в Австралии создали крошечный диск из супергидрофильной фильтровальной бумаги, покрытой углеродными нанотрубками для поглощения света. Она работает исключительно на солнечной энергии, и способна удалить из воды почти 100% соли. По факту, вероятнее всего найден идеальный опреснитель воды.
Новая система основана на традиционном методе: вода нагревается, пары улавливаются, соль и мусор остаются в сухом осадке. Чтобы превратить воду в пар, используя энергию Солнца, в первую очередь необходимо подобрать такой материал, который бы максимально эффективно преобразовывал ее в тепло. Проблема тут заключается в том, что после испарения воды соль кристаллизуется, и эти кристаллы блокируют доступ света к материалу. Новый метод успешно решает эту проблему, поддерживая постоянную скорость испарения воды, в то время как соли собираются и удаляются из процесса, что позволяет избежать снижения эффективности.
Данная система использует хлопковую нить диаметром 1 миллиметр для транспортировки соленой воды на испарительный диск, где чистая вода улавливается, а соли вытесняются к краям. Все это обеспечивается солнечным светом, и в ходе испытаний исследователи измерили поглощение света — оно составило более 94% по всему солнечному спектру, так что в результате эффективно используется любой доступный свет Солнца.
Таким образом, возникает метод опреснения, который дешев, практичен и эффективен. Поскольку система питается от солнечной энергии, устройства на ее базе могут быть особенно полезны в местах, где нет надежного доступа к электричеству — к примеру, в странах Африки и бедных районах Индии, где грязная вода становится источником постоянных заболеваний.
Сами ученые в своей научной работе пишут о следующем:
«Как недорогая экологически чистая технология — производство солнечного пара с использованием наноструктурированных фототермических материалов, привлекает все больше внимания в различных областях применения. Например, в опреснение морской воды. При этом важно, что это дает нулевой сброс промышленных сточных вод.
Однако кристаллизация солей на поверхности фототермических материалов при генерации пара приводит к постепенному снижению скорости испарения воды. Это было учтено, и в данной технологии эта проблема была преодолена с помощью новой конструкции, которая включает контролируемую транспортировку воды, кристаллизацию солей преимущественно на крае и ее сборку. Места кристаллизации соли были пространственно изолированы от поверхности испарения воды, обеспечивая тем самым непрерывную генерацию пара и сбор соли в течение более чем 600 часов непрерывной работы.
Это исследование дает новое понимание конструкции солнечных парогенераторов и расширяет возможности их применения в устойчивом опреснении морской воды и управлении сточными водами»