Наша планета изобилует водой. Но большая ее часть слишком соленая, чтобы мы могли ее использовать.
Это не бумажная цепь, а напечатанный на 3D-принтере материал, который впитывает морскую воду, очищая ее до состояния бессолевой воды.
Адаптировано из писем ACS Energy Letters 2025 г.
Исследователи разработали похожий на губку аэрогелевый материал, позволяющий превратить морскую воду в питьевую пресную.
Эта новая технология, разработанная группой ученых из Гонконгского политехнического университета, открывает обнадеживающий путь к экономичному и устойчивому опреснению воды.
Интересно, что экспериментальная проверка концепции продемонстрировала свои перспективы в ходе реальных испытаний.
Материал с крошечными воздушными карманами
Наша планета изобилует водой. Но большая ее часть слишком соленая, чтобы мы могли ее использовать.
Поскольку запасы пресной воды ограничены, а население планеты растет, опреснение — процесс удаления соли из воды — стало жизненно важной технологией во всем мире.
Основным недостатком традиционных опреснительных установок является потребность в значительных энергозатратах.
Поэтому возникла необходимость в разработке энергосберегающих и устойчивых методов опреснения для решения глобальной проблемы нехватки воды экологически ответственным способом.
В ходе данной разработки команда создала губчатый материал с «микроскопическими воздушными карманами», способный преобразовывать соленую воду в пресную.
Этот инновационный подход использует только солнечный свет и простое пластиковое покрытие, предлагая простое и эффективное решение для опреснения воды.
Теперь вы, возможно, слышали о других губчатых материалах для очистки воды, таких как гидрогели. Они мягкие и наполнены жидкостью. Но этот новый материал — аэрогель — он более жесткий, с твердыми порами, которые идеально подходят для перемещения водяного пара.
Так как же им это удалось?
Группа под руководством Си Шена и его коллег создала пасту из углеродных нанотрубок и целлюлозных нановолокон.
Затем эту пасту использовали для 3D-печати, чтобы нанести слой за слоем на замороженную поверхность и создать идеально однородные крошечные вертикальные отверстия (шириной всего 20 микрометров).
Показывает многообещающие результаты испытаний
Самое интересное то, что новый материал сохраняет свою эффективность независимо от размера.
Команда провела испытания с квадратными кусками материала разных размеров: от небольших 0,4 дюйма (1 сантиметр) до 3 дюймов (8 сантиметров).
Скорость испарения воды оставалась одинаково эффективной как для меньших, так и для больших кусков. Это может быть полезно для масштабирования технологии.
Чтобы проверить это, исследователи вынесли устройство на улицу.
Они поместили аэрогель в чашку с морской водой, накрыли его простой изогнутой пластиковой крышкой и позволили солнцу сделать свое дело.
Солнечный свет нагревает губчатый материал, испаряя только воду, а соль остается.
Этот чистый водяной пар затем собирается на нижней стороне пластиковой крышки. Остывая, он конденсируется обратно в жидкость, капая в воронку, а затем в контейнер ниже.
Всего за шесть часов нахождения на естественном солнечном свете эта простая система выработала около «3 столовых ложек» свежей питьевой воды. Хотя количество меньше, команда утверждает, что метод масштабируем.
«Наш аэрогель позволяет осуществлять опреснение на полную мощность в установках любого размера, что обеспечивает простое и масштабируемое решение для опреснения без затрат энергии с целью получения чистой воды», — заявил Шен.
Около 300 миллионов человек в 150 странах мира используют опреснение для удовлетворения своих ежедневных потребностей в воде.
В последние годы было много разработок в области технологий опреснения с использованием солнечной энергии. Одна из примечательных технологий принадлежит команде Массачусетского технологического института, которая разработала систему опреснения, предназначенную для работы в прямом ритме с интенсивностью солнца.
Результаты исследования были подробно опубликованы в журнале ACS Energy Letters.
Sourse: interestingengineering.com
