Tutkijat ovat havainneet, että innovatiivinen aurinkoenergialla toimiva laite voisi mullistaa tavan, jolla vastaamme planeettaamme vaivaaviin kasvaviin vesi- ja energiahaasteisiin. Kyseessä on kelluva aurinkosähkölaite, joka puhdistaa vettä ja vetyenergiaa muuttamalla saastuneen veden ja meriveden paitsi turvalliseksi juomavedeksi myös puhtaaksi vetypolttoaineeksi. Eikö olekin mahtavaa!
Cambridgen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet hybridilaitteen, joka on saanut inspiraationsa fotosynteesistä – prosessista, jota kasvit käyttävät auringonvalon muuntamiseen ruoaksi. Tämä prototyyppi on paljon monipuolisempi kuin puhdasta vettä käyttävä "keinotekoinen lehti", joka tuottaa vihreää vetyä. Itse asiassa tutkijat onnistuivat suorittamaan testejä Cam-joen vedellä Cambridgen keskustassa, ja tulokset olivat lupaavia.
Laitteen innovatiivinen ominaisuus on sen kyky yhdistää aurinkoenergialla tuotettavan polttoaineen tuotanto vedenpuhdistukseen. Cambridgen yliopiston Yusuf Hamiedin kemian laitoksen tutkimuksen johtajat, tohtori Chanon Pornrungroj ja Ariffin Mohamad Annuar , selittävät, että aurinkoenergialla toimiva veden hajottaminen on menetelmä veden hajottamiseksi vedyksi ja hapeksi, ja se vaatii tyypillisesti puhdasta vettä. Muuten epäpuhtaudet voivat vahingoittaa katalyyttiä tai käynnistää ei-toivottuja kemiallisia reaktioita.
Ariffin Mohamad Annuarin, yhden tutkimuksen tekijöistä, mukaan suunnittelu ei ole vain yksinkertainen, vaan myös erittäin tehokas, kun se tulee puhdistamaan vettä monista eri lähteistä.
”Syrjäisillä tai kehittyvillä alueilla, joilla puhdasta vettä on suhteellisen niukasti ja vedenpuhdistukseen tarvittava infrastruktuuri ei ole helposti saatavilla, veden jakaminen on erittäin vaikeaa. Laite, joka voisi toimia saastuneen veden kanssa, voisi ratkaista kaksi ongelmaa kerralla: se voisi jakaa veden puhtaan polttoaineen valmistamiseksi ja se voisi valmistaa puhdasta juomavettä”, Ariffin Mohamad sanoi.
Tämän tutkimuksen mukaan laite osoitti huomattavaa kestävyyttä toimimalla sujuvasti ja luotettavasti sekä merivedessä että saastuneessa vedessä yli 154 tunnin ajan (noin kuusi ja puoli päivää).
Tri Chanon Pornrungroj sanoi: ”Se kestää hyvin epäpuhtauksia, ja kelluva rakenne mahdollistaa substraatin toiminnan erittäin sameassa tai mutaisessa vedessä. Se on erittäin monipuolinen järjestelmä.”
”Valolla toimiva aurinkopolttoaineiden valmistusprosessi käyttää vain pienen osan auringon spektristä – suuri osa spektristä jää käyttämättä”, Mohamad Annuar sanoi.
Professori Erwin Reisner selitti: "Ilmastokriisi ja saasteisiin ja terveyteen liittyvät ongelmat liittyvät läheisesti toisiinsa, ja sellaisen lähestymistavan kehittäminen, joka voisi auttaa ratkaisemaan molemmat, muuttaisi pelin niin monille ihmisille."
Professori Erwin Reisner varoitti, että vaikka laite on vielä kehitysvaiheessa, se on lupaava.
Katso myös : Vetyaikakausi: Näkemyksiä Yhdysvaltojen tulevasta energiamurroksesta
Process
UV-valoa absorboiva paneeli asennettiin kelluvaan aurinkohöyrygeneraattoriin , jonka avulla se voi valjastaa auringon energian puhdistaakseen saastuneen tai suolaisen veden ja luodakseen vihreää vetyä.
Laite sisältää hiiliverkon, joka on strukturoitu nanomittakaavassa ja sisältää fotokatalyytin. Tämä innovatiivinen verkko imee tehokkaasti sekä valoa että lämpöä ja tuottaa vedyn tuottamiseen tarvittavaa vesihöyryä.
Lisäksi siinä on huomattava vettä hylkivä käsittely, jonka ansiosta se kelluu vaivattomasti samalla kun se suojaa sen optimaalista toimintaa mahdollisilta epäpuhtauksilta.
Vaikuttava läpimurto on sen kyky hyödyntää tehokkaasti auringon spektriä. Sisällyttämällä UV-säteilyä absorboivan kerroksen sen päälle se mahdollistaa vedyn tuotannon, kun taas muu auringon spektri suuntautuu pohjaan höyrystämään vettä puhdistusta varten. Tämä ainutlaatuinen kaksoisprosessi jäljittelee tarkasti oikean lehden toimintoja ja integroi saumattomasti vedyn tuotannon haihduntaprosessiin.
Mahdolliset käyttötavat
Kelluva aurinkosähkölaite veden ja vetyenergian puhdistamiseen voisi auttaa ratkaisemaan maailmanlaajuisia energia- ja vesiongelmia.
Monet ihmiset käyttävät ruoanlaitossa haitallisia polttoaineita, mikä johtaa yli kolmeen miljoonaan kuolemaan vuosittain. Tällä laitteella on potentiaalia ratkaista tämä ongelma, ja vedyn käyttö ruoanlaitossa on turvallisempi vaihtoehto.
Laitteen sähköverkosta irti toimiminen tekee siitä poikkeuksellisen arvokkaan alueilla, joilla on niukkoja resursseja . Tämä laite on erityisen edullinen, kun otetaan huomioon, että noin kaksi miljardia ihmistä on vailla puhdasta juomavettä ja 775 miljoonaa ihmistä maailmanlaajuisesti elää ilman sähköä.
Tiimi on vakuuttunut siitä, että heidän yksinkertainen mutta erittäin tehokas suunnittelunsa soveltuu erilaisiin vesilähteisiin . Se ei ainoastaan käsittele epäpuhtauksia tehokkaasti, vaan se on myös erinomainen veden prosessoinnissa, riippumatta sameudesta tai mutavuudesta.
Tutkimusta johtaneen professori Erwin Reisnerin mukaan nykyinen laite on vasta alkua. Tämän tyyppiset ratkaisut ovat kuitenkin ehdottoman välttämättömiä kestävän tulevaisuuden luomiseksi, ja samalla voidaan käsitellä ilmastonmuutoksen, saastumisen ja terveysongelmia.
