Kratak pregled: Kineski tim razvio je 3D polimernu strukturu koja povećava stopu isparavanja 8,5 puta i postiže 90,2% apsorpcije sunčeve svetlosti, smanjujući energiju potrebnu za isparavanje za oko 45,7%. Pilot-jedinica od 0,75 m² proizvela je 20 L/dan pijaće vode koja zadovoljava WHO standarde i uspešno je korišćena za navodnjavanje na parceli od 5 m². Istraživači procenjuju da bi troškovi mogli pasti ispod cena flaširane vode nakon oko dve godine rada.
Kineski proboj: 3D polimer može učiniti desalinisanu morsku vodu jeftinijom od flaširane
Chinese breakthrough could make desalinated seawater cheaper than bottled water
Naučnici iz Kineske akademije nauka razvili su novu trodimenzionalnu polimernu strukturu koja značajno poboljšava solarnu termalnu desalinizaciju i može smanjiti troškove proizvodnje pijaće vode iz morske vode.
U uslovima globalnog manjka sveže vode, tehnike za tretman i ponovnu upotrebu vode postaju sve važnije, ali većina industrijskih procesa još zavisi od fosilnih goriva i velike potrošnje energije, što otežava primenu u udaljenim i surovim predelima.
Aerial view of the Hondoq ir Rummien ir-rummein desalination plant, rocky shoreline, small beach and offshore brine outfall pipe visible in the turquoise Mediterranean water in Qala, Gozo, Malta (Hans Lucas/AFP via Getty Images)
Solarna termalna evaporacija predstavlja obećavajuće rešenje za off-grid desalinizaciju, ali je do sada bila ograničena niskom efikasnošću i malom proizvodnjom. Novi materijal rešava neke od tih problema.
Šta je novo u materijalu
Nova 3D struktura sastoji se od čvrsto povezanih polimernih vlakana i šupljih, ljuska-stilizovanih elemenata. Prema istraživačima, takav dizajn omogućava stopu isparavanja koja je 8,5 puta veća od ranije prijavljenih vrednosti za slične solarne sisteme.
Schematic illustration of the desalination system (Yu Dan)
Materijal postiže 90,2% širokopojasne apsorpcije sunčeve energije i smanjuje energetsku potrošnju potrebnu za isparavanje za oko 45,7%. Testovi su takođe pokazali dobru dugoročnu stabilnost i pouzdanost materijala.
"Izvanredna fototermalna konverzija i sposobnost transporta vode omogućavaju ovako impresivne performanse isparavanja," izjavio je Wang Dan, jedan od autora studije objavljene u časopisu Advanced Materials.
Praktični prototip i rezultati
Istraživači su izgradili i spoljašnji desalinizacioni uređaj baziran na ovom materijalu. Pod prirodnim sunčevim zracima, sistem površine oko 0,75 m² proizveo je 20 litara sveže vode dnevno (oko 5,33 galona), pri čemu je dobijena voda odgovarala standardima Svetske zdravstvene organizacije za pijaću vodu.
Photovoltaic-photothermal seawater desalination equipment and irrigation test field (Yu Dan)
Prezentacioni eksperiment pokazao je i da desalinisana voda može da se koristi za navodnjavanje: u demonstracionom gredici od 5 m² voda je podržala pune cikluse rasta spanaća, kukuruza i kineskog kupusa.
Istraživači procenjuju da bi, uz nastavak rada i optimizaciju, troškovi vode proizvedene ovim pristupom mogli postati niži od cena komercijalne flaširane vode nakon približno dve godine rada.
Aerial view shows a Nomado company desalination plant at Macinaggio Port in Rogliano on the French Mediterranean island of Corsica (AFP via Getty Images)
Moguće upotrebe i ograničenja
Tehnologija ima potencijal za primenu u udaljenim, sunčanim i siromašnim regionima gde je pristup pijaćoj vodi ograničen i gde nema električne mreže. Male, prenosive jedinice mogla bi omogućiti pijaću vodu i lokalno navodnjavanje bez velike potrošnje fosilnih goriva.
Međutim, treba imati na umu da su rezultati do sada postignuti na istraživačkom i pilot-nivou. Širi komercijalni uspeh zavisiće od troškova proizvodnje materijala, izdržljivosti u raznolikim uslovima, održavanja uređaja i skaliranja sistema.
Ukratko, novi 3D polimer predstavlja važan korak napred u solarnim tehnologijama za desalinizaciju, ali su potrebne dodatne studije i testovi na većim sistemima pre nego što se može očekivati široka primena.
Pomozite nam da budemo bolji.
