Συσκευή μετατρέπει το βρώμικο νερό σε καύσιμο υδρογόνου και πόσιμο νερό
Ερευνητές δημιούργησαν την πλωτή, ηλιακή συσκευή Sun-run, που μετατρέπει το μολυσμένο νερό ή το θαλασσινό νερό σε καθαρό καύσιμο υδρογόνου και πόσιμο νερό. Επειδή λειτουργεί με οποιαδήποτε ανοιχτή πηγή νερού και δεν απαιτεί εξωτερική τροφοδοσία, η συσκευή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε περιορισμένους πόρους ή σε απομακρυσμένα μέρη.
Η φωτοκαταλυτική διάσπαση νερού μετατρέπει το ηλιακό φως απευθείας σε αποθηκευόμενο υδρογόνο, αλλά συχνά απαιτεί καθαρό νερό και γη για την εγκατάσταση της μονάδας, ενώ παράγει αχρησιμοποίητη θερμότητα. Καθώς το νερό είναι πολύτιμος πόρος, μια φωτοκαταλυτική συσκευή που χρησιμοποιεί οποιαδήποτε πηγή νερού χωρίς επεξεργασία, όπως ποτάμι, θάλασσα, δεξαμενή νερού ή βιομηχανικά λύματα, θα ήταν μια πιο βιώσιμη επιλογή. Έτσι, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, εμπνευσμένοι από τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, δημιούργησαν μια ηλιακή συσκευή ικανή να παράγει καθαρό καύσιμο υδρογόνου και καθαρό πόσιμο νερό ταυτόχρονα από μολυσμένο νερό ή θαλασσινό νερό.
Οι ερευνητές ήθελαν να μιμηθούν την ικανότητα ενός φυτού να φωτοσυνθέτει, αλλά σε αντίθεση με προηγούμενες συσκευές που παρήγαγαν πράσινο καύσιμο υδρογόνου από πηγές καθαρού νερού, ήθελαν η συσκευή τους να χρησιμοποιεί μολυσμένο νερό, καθιστώντας το χρησιμοποιήσιμο σε περιοχές όπου είναι δύσκολο να βρεθεί καθαρό νερό.
Τοποθέτησαν έναν φωτοκαταλύτη που απορροφά το υπεριώδες φως σε ένα νανοδομημένο πλέγμα άνθρακα που απορροφά το υπέρυθρο φως, έναν καλό απορροφητή φωτός και θερμότητας, για να δημιουργήσει τους υδρατμούς που χρησιμοποιεί ο φωτοκαταλύτης για τη δημιουργία υδρογόνου. Το πορώδες πλέγμα άνθρακα, επεξεργασμένο για να απωθεί το νερό, βοήθησε τον φωτοκαταλύτη να επιπλέει και τον κράτησε μακριά από το νερό κάτω, έτσι ώστε οι ρύποι να μην παρεμβαίνουν στη λειτουργικότητά του. Επιπλέον, αυτή η διαμόρφωση επιτρέπει στη συσκευή να χρησιμοποιεί περισσότερη από την ενέργεια του Ήλιου.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα λευκό στρώμα απορρόφησης υπεριώδους ακτινοβολίας πάνω από την πλωτή συσκευή για την παραγωγή υδρογόνου μέσω της διάσπασης του νερού. Το υπόλοιπο φως στο ηλιακό φάσμα μεταδίδεται στο κάτω μέρος της συσκευής, το οποίο εξατμίζει το νερό. Αυτό, λένε οι ερευνητές, μιμείται περισσότερο τη διαπνοή, τη διαδικασία της κίνησης του νερού μέσα από ένα φυτό και την εξάτμισή του από εναέρια μέρη όπως φύλλα, μίσχοι και άνθη. Οι ερευνητές δοκίμασαν τη συσκευή τους χρησιμοποιώντας πραγματικές πηγές ανοιχτού νερού, συμπεριλαμβανομένου του νερού από τον ποταμό Cam στο κέντρο του Κέιμπριτζ και θολού βιομηχανικών απορριμμάτων από τη βιομηχανία χαρτιού. Σε τεχνητό θαλασσινό νερό, η συσκευή διατήρησε το 80% της αρχικής της απόδοσης μετά από 154 ώρες.
Οι ερευνητές λένε ότι επειδή ο φωτοκαταλύτης απομονώνεται από ρύπους στην πηγή νερού και παραμένει σχετικά στεγνός, η συσκευή μπορεί να διατηρήσει τη λειτουργική της σταθερότητα. "Είναι τόσο ανεκτικό στους ρύπους και ο πλωτός σχεδιασμός επιτρέπει στο υπόστρωμα να λειτουργεί σε πολύ θολό ή λασπωμένο νερό", δήλωσαν. «Είναι ένα πολύ ευέλικτο σύστημα».
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Water.
Πηγή (& Photo): https://newatlas.com/environment/solar-powered-dirty-water-into-hydrogen-fuel-drinking-water/
Η φωτοκαταλυτική διάσπαση νερού μετατρέπει το ηλιακό φως απευθείας σε αποθηκευόμενο υδρογόνο, αλλά συχνά απαιτεί καθαρό νερό και γη για την εγκατάσταση της μονάδας, ενώ παράγει αχρησιμοποίητη θερμότητα. Καθώς το νερό είναι πολύτιμος πόρος, μια φωτοκαταλυτική συσκευή που χρησιμοποιεί οποιαδήποτε πηγή νερού χωρίς επεξεργασία, όπως ποτάμι, θάλασσα, δεξαμενή νερού ή βιομηχανικά λύματα, θα ήταν μια πιο βιώσιμη επιλογή. Έτσι, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, εμπνευσμένοι από τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, δημιούργησαν μια ηλιακή συσκευή ικανή να παράγει καθαρό καύσιμο υδρογόνου και καθαρό πόσιμο νερό ταυτόχρονα από μολυσμένο νερό ή θαλασσινό νερό.
Οι ερευνητές ήθελαν να μιμηθούν την ικανότητα ενός φυτού να φωτοσυνθέτει, αλλά σε αντίθεση με προηγούμενες συσκευές που παρήγαγαν πράσινο καύσιμο υδρογόνου από πηγές καθαρού νερού, ήθελαν η συσκευή τους να χρησιμοποιεί μολυσμένο νερό, καθιστώντας το χρησιμοποιήσιμο σε περιοχές όπου είναι δύσκολο να βρεθεί καθαρό νερό.
Τοποθέτησαν έναν φωτοκαταλύτη που απορροφά το υπεριώδες φως σε ένα νανοδομημένο πλέγμα άνθρακα που απορροφά το υπέρυθρο φως, έναν καλό απορροφητή φωτός και θερμότητας, για να δημιουργήσει τους υδρατμούς που χρησιμοποιεί ο φωτοκαταλύτης για τη δημιουργία υδρογόνου. Το πορώδες πλέγμα άνθρακα, επεξεργασμένο για να απωθεί το νερό, βοήθησε τον φωτοκαταλύτη να επιπλέει και τον κράτησε μακριά από το νερό κάτω, έτσι ώστε οι ρύποι να μην παρεμβαίνουν στη λειτουργικότητά του. Επιπλέον, αυτή η διαμόρφωση επιτρέπει στη συσκευή να χρησιμοποιεί περισσότερη από την ενέργεια του Ήλιου.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα λευκό στρώμα απορρόφησης υπεριώδους ακτινοβολίας πάνω από την πλωτή συσκευή για την παραγωγή υδρογόνου μέσω της διάσπασης του νερού. Το υπόλοιπο φως στο ηλιακό φάσμα μεταδίδεται στο κάτω μέρος της συσκευής, το οποίο εξατμίζει το νερό. Αυτό, λένε οι ερευνητές, μιμείται περισσότερο τη διαπνοή, τη διαδικασία της κίνησης του νερού μέσα από ένα φυτό και την εξάτμισή του από εναέρια μέρη όπως φύλλα, μίσχοι και άνθη. Οι ερευνητές δοκίμασαν τη συσκευή τους χρησιμοποιώντας πραγματικές πηγές ανοιχτού νερού, συμπεριλαμβανομένου του νερού από τον ποταμό Cam στο κέντρο του Κέιμπριτζ και θολού βιομηχανικών απορριμμάτων από τη βιομηχανία χαρτιού. Σε τεχνητό θαλασσινό νερό, η συσκευή διατήρησε το 80% της αρχικής της απόδοσης μετά από 154 ώρες.
Οι ερευνητές λένε ότι επειδή ο φωτοκαταλύτης απομονώνεται από ρύπους στην πηγή νερού και παραμένει σχετικά στεγνός, η συσκευή μπορεί να διατηρήσει τη λειτουργική της σταθερότητα. "Είναι τόσο ανεκτικό στους ρύπους και ο πλωτός σχεδιασμός επιτρέπει στο υπόστρωμα να λειτουργεί σε πολύ θολό ή λασπωμένο νερό", δήλωσαν. «Είναι ένα πολύ ευέλικτο σύστημα».
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Water.
Πηγή (& Photo): https://newatlas.com/environment/solar-powered-dirty-water-into-hydrogen-fuel-drinking-water/
