Kolosalno odkritje: raziskovalci odkrili material, ki razsoljuje morsko vodo brez porabe energije

Potreba po iskanju učinkovitejših metod za dostop do sladke vode je postala pomembna v kontekstu, kjer milijoni ljudi živijo z omejenimi zalogami. Danes je več kot 300 milijonov ljudi po vsem svetu odvisnih od neke vrstetehnologije za razsoljevanje morske vode, da lahko pokrijejo svoje osnovne potrebe.

Vendar večina teh procesov zahteva veliko energije, zapletene tehnične naprave in finančna sredstva. Znanstvena skupnost je del svojih prizadevanj usmerila v razvoj mehanizmov, ki bi zmanjšali to odvisnost. Zaradi tega danes naletimo na povsem drugačno rešitev, katere uporaba ni zahtevna.

Kateri material razsoljuje morsko vodo brez porabe energije?

Raziskovalci Politehnične univerze v Hongkongu so razvili nov tip aerogela, ki razsoljuje morsko vodo brez porabe energije. Delo je bilo objavljeno v reviji ACS Energy Letters, specializirani za trajnostne energetske dosežke.

Potreba po iskanju učinkovitejših metod za dostop do sladke vode je postala pomembna v kontekstu, kjer milijoni ljudi živijo z omejenimi zalogami. Danes je več kot 300 milijonov ljudi po vsem svetu odvisnih od neke vrstetehnologije za razsoljevanje morske vode, da lahko zadovoljijo svoje osnovne potrebe.

Vendar večina teh procesov zahteva veliko energije, zapletene tehnične naprave in finančna sredstva. Znanstvena skupnost je del svojih prizadevanj usmerila v razvoj mehanizmov, ki bi zmanjšali to odvisnost. Zaradi tega danes naletimo na povsem drugačno rešitev, katere uporaba ni zahtevna.

Kateri material razsoljuje morsko vodo brez porabe energije?

Raziskovalci Politehnične univerze v Hongkongu so razvili nov tip aerogela, ki razsoljuje morsko vodo brez porabe energije. Delo je bilo objavljeno v reviji ACS Energy Letters, specializirani za trajnostne energetske dosežke.

Ključni element tega sistema je trden material s poroznim videzom, izdelan s tehniko 3D-tiskanja sloj za slojem na zamrznjeni podlagi. Sestavljen je iz ogljikovih nanotub in celuloznih nanovlaken, materialov, ki omogočajo nastanek majhnih navpičnih kanalov, dolgih le 20 mikrometrov.

Ti kanali spodbujajo izhlapevanje morske vode, sajkoncentrirajo sončno energijo neposredno v notranjost materiala. V opravljenih testih je bil aerogel postavljen v posodo z morsko vodo, pokrito s prozorno plastično pokrovko.

Sončno sevanje je segrelo strukturo, kar je povzročilo izhlapevanje tekočine. Sol je ostala na dnu posode, medtem ko se je para kondenzirala na pokrovu in bila zbrana v obliki kapljic s pomočjo lijaka.

Po šestih urah neposredne izpostavljenosti soncu jesistem pridobil približno tri žlice sladke vode. Čeprav je količina skromna, je poskus pokazal, da velikost materiala ne vpliva na učinkovitost, kar omogoča njegovo širitev za intenzivnejšo rabo brez izgube učinkovitosti.

Nizki stroški, prilagodljivost in uporabnost v podeželskih območjih: prednosti tega odkritja

Sistem je bil zasnovan s preprostim pristopom. Za njegovo delovanje so potrebni le trije elementi:

• 3D-tiskan aerogel.
• Plastična posoda.
• Neposredna sončna svetloba.

Ni potrebnih priključkov na električno omrežje, elektronskih komponent ali posebnega vzdrževanja. To ga naredi za izvedljivo možnost za obalna območja, podeželska naselja ali okolja z omejeno infrastrukturo. Predstavlja tudi koristno alternativo v izrednih razmerah ali humanitarni pomoči.

Poleg enostavne uporabe je tudi njegova proizvodnja poceni. Ni potrebnih težko dostopnih materialov ali industrijskih strojev. Celoten proces temelji na osnovnih komponentah in dostopnih tehnologijah.

Glavni raziskovalec Xi Shen je povedal: „Naš aerogel omogoča največjo zmogljivost razsoljevanja v kakršnem koli obsegu, kar ponuja preprosto in razširljivo rešitev za proizvodnjo čiste vode brez energije.“

Kako se morska voda tradicionalno in danes razsoljuje?

V nasprotju s tem pasivnim sistemom konvencionalne razsoljevalne naprave uporabljajo metode, kot je obratna osmoza. Ta tehnika je sicer učinkovita, vendar porabi velike količine energije in zahteva usposobljeno tehnično osebje.

V Hongkongu, na primer, je bil zgrajen kompleks, ki dnevno predeluje 340 milijonov litrov morske vode, od katerih se 135 milijonov pretvori v sladko vodo.

Obrat uporablja sončne kolektorje, da zmanjša porabo energije iz električnega omrežja za 16,2 %. Uvedeni so bili tudi sistemi za zbiranje deževnice in naprave za varčevanje, ki omogočajo zmanjšanje porabe sveže vode za 53 %. Kljub tem prizadevanjem je vpliv na okolje in gospodarstvo še vedno precejšen.

V nasprotju s tem sistem na osnovi aerogela ne proizvaja strupenih odpadkov in ne zahteva težke infrastrukture. Njegova zmogljivost se lahko prilagodi lokalnim razmeram brez izgube učinkovitosti, kar ga naredi resnično alternativo za majhna naselja.

Perspektive globalne implementacije tega hongkonškega odkritja

Potencial materiala ni omejen na posamezne aplikacije. Njegova prilagodljivost in preprostost omogočata razmišljanje o večjih strukturah za uporabo v skupnosti. Dejstvo, da njegova učinkovitost ni odvisna od določene velikosti, olajšuje modularno zasnovo, ki se lahko prilagodi različnim potrebam in kontekstom.

Poleg tega ni odvisen od podnebnih sprememb, ki vplivajo na druge vire vode. Dokler je na voljo sončna svetloba, lahko proces poteka neprekinjeno in brez motenj.

Tako sistem ne le razsoljuje morsko vodo, ampak to počne tudi popolnoma energetsko neodvisno.