Novi uređaj za solarnu desalinizaciju proizvodi 3,4 litra svježe vode za piće na sat

Sistem koji je razvio istraživački tim Nacionalnog instituta za nauku i tehnologiju Ulsan (UNIST), rješava uobičajene probleme, kao što je akumulacija soli.

Tehnologija nudi održivo rješenje za proizvodnju slatke vode. Proces donosi minimalne emisije ugljika korištenjem solarne energije, a ova metoda koristi La0.7Sr0.3MnO3, oksidni perovskit koji djeluje kao visoko efikasan fototermalni materijal.

Istraživači su istakli da oksidni perovskit pretvara solarnu energiju u toplinu formiranjem intra-pojasnih zamki (trap states). To olakšava neradijativnu rekombinaciju fotopobuđenih elektrona i šupljina, čime se povećava oslobađanje topline putem termalizacije.

Tim je razvio uređaj za prevazilaženje izazova akumulacije soli. Dizajn uređaja je razvijen tako da omogućava jednosmjerni protok tekućine, uspostavljajući gradijent soli koji gura so do rubova fototermalnog materijala, značajno smanjujući onečišćenje i zaštitu od svjetlosti.

"Kombinacijom La0.7Sr0.3MnO3 s ovim inovativnim dizajnom postiže se impresivna brzina solarnog isparavanja od 3,40 kg m⁻2 h⁻¹ pod jednim suncem, uz istovremeno osiguranje snažnih antivegetativnih svojstava u složenim okruženjima. Ovaj rad demonstrira revolucionarni pristup poboljšanju efikasnosti i trajnosti solarne desalinizacije kroz napredno inženjerstvo materijala i pametan dizajn., rekli su istraživači u studiji objavljenoj u časopisu Advanced Energy Materials.

Sistem postiže impresivnu brzinu isparavanja od 3,40 kg m⁻2 h⁻¹ (približno 3,4 litra), što znatno nadmašuje tipičnih 0,3–0,4 kg/m²/h uočenih pod prirodnom sunčevom svjetlošću. Testovi izdržljivosti dodatno su pokazali stabilan rad tokom dvije sedmice u visoko koncentriranim slanim rastvorima s 20 posto sadržaja soli, što premašuje salinitet normalne morske vode, izvijestio je Techxplore.

Dr. Saurav Chaule, glavni autor studije, istakao je da isparivač u obliku obrnutog slova L nudi održiv pristup proizvodnji slatke vode i da ima potencijalne primjene u ekološki prihvatljivom obnavljanju resursa, kao što je sakupljanje soli.

U studiji su istraživači pokazali potencijal La0.7Sr0.3MnO3 kao efikasnog fototermalnog materijala za solarnu desalinizaciju. Također, pokazali su da formiranje stanja zamki unutar pojasa efikasno pretvara solarnu energiju u toplotu putem neradijativne rekombinacije fotopobuđenih rupa i elektrona.

Inovativni dizajn rješava izazov antifoulinga usmjeravanjem akumulacije soli na rub fototermalnog materijala (PTM) kroz jednosmjerni tok fluida.

„Sa brzinom isparavanja od 3,40 kg m−2h−1 pod jednim suncem i bez nakupljanja soli na površini, ova studija ističe obećanje oksidnih perovskita za tehnologije solarne desalinizacije sljedeće generacije, nudeći održiva rješenja za proizvodnju slatke vode", naveli su istraživači u studiji.

"Integrisanjem inovativnog strukturnog dizajna s fototermalnim materijalom na bazi perovskita, razvili smo isplativ uređaj bez električne energije, koji je sposoban za proizvodnju 3,4 kg slatke vode na sat. Ovaj proboj pruža praktično i skalabilno rješenje za globalnu krizu nestašice vode“, rekao je profesor Ji-Hyun Jang.

Istraživači su također predložili da se u budućnosti može dizajnirati robustan sistem s velikim brojem solarnih isparivača u obliku obrnutog slova L, koji će vjerovatno biti ugrađeni u jedan modul velike površine.