https://frosthead.com

Hvordan en svamp, bobleinnpakning og sollys kan føre til rent vann

Her er nok en grunn til å elske bobleplast, det herlige til pop-pakningsmaterialet: det kan bidra til å generere rent vann.

Forskere ved MIT lette etter en måte å rengjøre og avsalme vann uten å bruke dyre spesialmaterialer eller enheter. Det de kom frem til er i lekmannsbetingelser en svamp innkapslet i bobleplast. Denne "solcelledampgeneratoren" kan varme opp vann nok til at det får koke opp, fordampe vannet og etterlate uønskede produkter som salt.

Den vanligste måten å konsentrere sollys og generere varme på er med speil, sier George Ni, en doktorgradskandidat som ledet forskningen. Men problemet er at speil og andre optiske varmekonsentratorer ofte er kostbare.

"Hvis du skal bruke dette til å avsaltning av vann i et utviklingsland, er det virkelig for dyrt for folk flest å ha råd, " sier han.

Soldampgeneratoren som Ni og teamet hans utviklet innebærer en metallisk film som kan absorbere stråling og fange varme. Denne spektralt selektive absorbenten er montert på et stykke spesiell svamp laget av grafitt og karbonskum, som kan koke vann til 100 grader ved hjelp av sollys i omgivelsene. Det hele blir deretter pakket inn i bobleplast. Bobleplasten lar sollyset komme inn, men holder på at varmen ikke slipper ut når vinden blåser over enheten, noe som gjør det mye mer effektivt.

"Dette er alt kommersielt materiale som folk flest bør kunne kjøpe fra en boligforbedringsbutikk, " sier Ni. Den spektralt selektive absorberen er mer spesialisert, legger han til, men ikke dyr.

Solgassgeneratoren kan flyte på vannet, absorbere den og gjøre den til damp med varmen fra solen.

Den mest åpenbare bruken av solcelledampgeneratoren er avsalting av vann, sier Ni. Mens prototypen bare var omtrent fem centimeter lang, er det ingen grunn til at den ikke kunne være mye større - så stor som en fotballbane, til og med. En stor solcelledampgenerator kunne flyte på overflaten av et tjern, innsjø eller et hav. I noen områder, der grunnvannet er for salt til å drikke, kan dette bidra til å gi ferskvann til lokalsamfunnene.

"Tilgang til ferskvann er veldig begrenset mange steder, " sier Ni. “Det er ikke en fornybar ressurs. Det er som olje. ”

Den andre hovedbruken ville være i avløpshåndtering. Spesielt olje- og gassindustrien produserer tonnevis med avløpsvann, snørt med giftige salter, metaller og oljer. Dette avløpsvannet blir ofte håndtert ved å lagre det i dammer, som ikke er en langsiktig løsning, eller ved å dumpe det ned i dype mineshafts, som kan forårsake jordskjelv. I teorien kunne en stor solcelledampgenerator sitte på overflaten av et avløpsvann. Generatoren ville fordampe mesteparten av vannet og etterlate et slam av avfallsprodukter som ville være mye lettere å kaste.

Solgassgeneratoren er fremdeles et produkt som pågår, advarer Ni, og det er absolutt ikke det eneste produktet på markedet som renser og avsaltet vann. Likevel tror han det kan fylle en viktig nisje for billige, enkle å bygge vannbehandlingsapparater. Det vil ikke vare så lenge som andre enheter, men det er mye rimeligere å erstatte, noe som gjør det til slutt mer kostnadseffektivt. Teamets neste trinn vil innebære mer testing under virkelige forhold. Spesiell bekymring er hvordan man skal takle saltene som samler seg på generatoren etter at vannet er fordampet.

"Utfordringen vår er å sørge for at de ikke bygger seg opp i enheten, mugger den opp og forhindrer at den fungerer, " sier Ni.

Ni anslår at et produkt kan være klart for markedet i løpet av de neste årene. Ingen ord om MIT-forskerne fant at popping av bobleplasten var så uimotståelig som vi ville gjort.

Hvordan en svamp, bobleinnpakning og sollys kan føre til rent vann