Высокоэффективный парогенератор для очистки и опреснения воды может быть построен с использованием дешевых и натуральных материалов, таких как целлюлоза. Парогенератор был разработан в лаборатории органической электроники Университета Линчёпинга.
По оценкам, в 2040 году четверть детей в мире будут жить в регионах, где не хватает чистой и питьевой воды. Опреснение морской воды и очистка сточных вод являются двумя возможными способами смягчения этого, и исследователи из Университета Линчепинга разработали дешевый и экологичный парогенератор для опреснения и очистки воды с использованием солнечного света. Результаты были опубликованы в журнале Advanced Sustainable Systems.
«Скорость производства пара в 4-5 раз выше, чем при прямом испарении воды, что означает, что мы можем очистить больше воды», - говорит доцент Симона Фабиано, руководитель группы органической наноэлектроники в Лаборатории органической электроники.
Целлюлоза основе
Парогенератор состоит из аэрогеля, который содержит структуру на основе целлюлозы, декорированную органическим сопряженным полимером PEDOT: PSS. Полимер обладает способностью поглощать энергию солнечного света, не в последнюю очередь в инфракрасной части спектра, где переносится большая часть солнечного тепла. Аэрогель имеет пористую наноструктуру, что означает, что в его поры может впитываться большое количество воды.
«2 мм слой этого материала может поглощать 99% энергии в спектре солнца», - говорит Симона Фабиано.
Между водой и аэрогелем также расположена пористая и изолирующая плавающая пена, так что парогенератор удерживается на плаву. Тепло от солнца испаряет воду, а соль и другие материалы остаются позади.
Прочный материал
«Аэрогель долговечен и может быть очищен, например, в соленой воде, так что его можно использовать немедленно снова. Это можно повторить много раз. Вода, которая через систему испаряется, становится очень качественной питьевой водой », - уверяет нас Теро-Петри Руоко. Он постдок в лаборатории органической электроники и один из авторов статьи.
«Что особенно приятно в этой системе, так это то, что все материалы экологически чистые - мы используем наноцеллюлозу и полимер, который очень мало влияет на окружающую среду и людей. Мы также используем очень небольшие количества материала: аэрогель на 90% состоит из воздуха. Мы надеемся и верим, что наши результаты могут помочь миллионам людей, которые не имеют доступа к чистой воде », - говорит Симоне Фабиано.
Аэрогель был разработан Шаобо Ханом в рамках его докторских исследований в Лаборатории органической электроники под руководством профессора Ксавье Криспина. Результат был представлен в журнале Advanced Science в 2019 году и описан по ссылке ниже. Получив докторскую степень, Шаобо Хан вернулся в Китай, чтобы продолжить исследования в этой области.
Исследование получило финансирование, главным образом, от Фонда Кнута и Алисы Валленберг, проекта «Хвост Солнца», Шведского исследовательского совета и области стратегических исследований Advanced Functional Materials в Университете Линчёпинга.
Целлюлозопроводящие полимерные аэрогели для эффективной генерации солнечного пара , Шаобо Хан, Теро-Петри Руоко, Йоханнес Гладиш, Йохан Эрландссон, Ларс Вагберг, Ксавье Криспин и Симона Фабиано. Advanced Sustainable Systems 2020, DOI 10.1002 / adsu.202000004
Автор Моника Вестман Свенселиус, перевод Джордж Фаррантс